第2章闭环控制的直流调速系统精要.ppt

(2-119) (2-120) (2-121) 转速调节器参数计算 转速调节器退饱和时 转速超调量的计算 当转速超过给定值之后，转速调节器ASR由饱和限幅状态进入线性调节状态，此时的转速环由开环进入闭环控制，迫使电流由最大值Idm降到负载电流Idl 。 ASR开始退饱和时，由于电动机电流Id仍大于负载电流Idl ，电动机继续加速，直到Id Idl时，转速才降低。 这不是按线性系统规律的超调，而是经历了饱和非线性区域之后的超调，称作“退饱和超调”。 突减负载的速升过程 假定调速系统原来是在Idm的条件下运行于转速n*， 在点O’ 突然将负载由Idm降到Idl ，转速会在突减负载的情况下，产生一个速升与恢复的过程， 突减负载的速升过程与退饱和超调过程是完全相同的。 调速系统起动过程 图2-50 ASR饱和时转速环按典型II型系统设计的 调速系统起动过程 转速退饱和超调动态结构图 只考虑稳态转速以上的超调部分Δn=n-n* 。 初始条件则转化为 图2-51 调速系统的等效动态结构图 (b）以转速超调值Δn为输出量 转速退饱和超调动态结构图 把?n的负反馈作用反映到主通道第一个环节的输出量上来，得图2-51(c)，为了保持各量间的加减关系不变，符号作相应的变化。 图2-51 调速系统的等效动态结构图 (c) 等效变换的结构图 退饱和转速超调?n的基准值 在典型II型系统抗扰性能指标中， ?C的基准值是 (2-87) ?n的基准值是 (2-122) 退饱和超调量 作为转速超调量σn，其基准值应该是n*，退饱和超调量可以由表2-5列出的数据经基准值换算后求得，即 λ ——电动机允许的过载倍数， z——负载系数， (2-124) 2.4.4 设计举例 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机： 额定电压 , 额定电流 , 额定转速 ， 电动机电势系数 ， 允许过载倍数 ； 晶闸管装置放大系数： ； 电枢回路总电阻： ； 时间常数： ， ； 电流反馈系数： （ ）； 转速反馈系数： ( )。 设计要求： 静态指标：无静差 动态指标：电流超调量 ； 空载起动到额定转速时的转速超调量 。 1. 电流环的设计 ① 确定时间常数 整流装置滞后时间常数：三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s 。 电流滤波时间常数： Toi=2ms=0.002s 。 电流环小时间常数之和：按小时间常数近似处理，T?i=Ts+Toi=0.0037s 。 电流环的设计 ②选择电流调节器结构 根据设计要求， 要保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。 电流环控制对象是双惯性型的，用PI型电流调节器。 电流环的设计 ACR的比例系数： 电流环开环增益： ③计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数： 要求 ： 电流环的设计 满足晶闸管整流装置传递函数的近似条件： ④校验近似条件 电流环截止频率： 电流环的设计 满足忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件： 满足电流环小时间常数近似处理条件： 电流环的设计 ⑤计算调节器电阻和电容 电流调节器原理图如图2-48， 取40kΩ 取0.75μF