电力拖动及其课后题答案.ppt

晶闸管触发器和整流装置输入输出关系为 两端进行拉氏变换得 （见教材P11） 晶闸管触发器和整流装置动态结构图为 Uct Ud0 3、比例放大器传函（输出响应可认为是瞬时变化的） 4、测速发电机传函（输出响应可认为是瞬时变化的） 将上述四个环节按系统中的相互关系连接在一起，便得到单闭环调速系统动态结构图。 IL(s) n(s) Ud0(s) - Uct 单闭环调速系统动态结构图 令 得闭环系统传函为： 二 闭环调速系统稳定性分析 系统闭环传函特征方程为 由劳斯判据，得系统的稳定条件为 上式表明：在系统参数Tm、TL、Ts确定的前提下，从动态稳定性考虑，闭环系统的开环放大系数K必须满足上式，K超过此值，系统将不稳定。按静态调速指标确定的K值还必须按动态稳定性进行验算。当二者发生矛盾时，还要采取动态校正措施加以改造。 第四节 比例积分控制规律和无静差调速系统 结论 反馈控制系统的规律是： 一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方面，则紧紧地跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从的。 开环调速系统存在的问题 闭环调速系统提出的必要性 闭环调速系统的组成及其静特性 反馈控制规律 本节课主要解决的问题 你是否掌握 闭环直流调速系统的稳态参数的计算见教材例1-4的分析。 五 单闭环调速系统的限流保护—电流截止负反馈 问题的提出 起动的冲击电流——直流电动机全电压起动时，如果没有限流措施，会产生很大的冲击电流，这不仅对电机换向不利，对过载能力低的电力电子器件来说，更是不能允许的。当然如果电动机的功率较大，也会对电网及附近的用电设备产生较大的影响。 闭环调速系统突加给定起动的冲击电流——采用转速负反馈的闭环调速系统突然加上给定电压时，由于惯性，转速不可能立即建立起来，反馈电压仍为零，相当于偏差电压为给定电压，差不多是其稳态工作值的 1+K 倍（推导）。这时，由于放大器和变换器的惯性都很小，电枢电压一下子就达到它的最高值，对电动机来说，相当于全压起动，当然是不允许的。 堵转电流——有些生产机械的电动机可能会遇到堵转的情况。例如，由于故障，机械轴被卡住，或挖土机运行时碰到坚硬的石块等等。由于闭环系统的静特性很硬，若无限流环节，硬干下去，电流将远远超过允许值（这时电流的增加是由于闭环的自动调节所引的整流电压的升高所引起，而开环在此情况下电流也会增加，但是由于转速的降落而引起，内部机理不同）。如果只依靠过流继电器或熔断器保护，一过载就跳闸，也会给正常工作带来不便。 电枢串电阻起动 引入电流截止负反馈 加积分给定环节 解决办法 电流负反馈作用机理 为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须有自动限制电枢电流的环节。 根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入电流负反馈，应该能够保持电流基本不变，使它不超过允许值。 M + - Ud Id Rc Ui 接放大器 （1）电枢回路串检测电阻。 （2）电枢回路接直流互感器。 （3）交流电路接交流互感器。 （4）采用霍尔传感器。 电流检测与反馈电路 电流负反馈引入方法 仅采用电流负反馈，不要转速负反馈的系统的静特性如图中B 线，特性很陡。显然仅对起动有利，对稳态运行不利。实际的系统既要采用转速负反馈又要采用电流负反馈。 Idbl n0 Id O n0 A—转速负反馈特性 B—电流负反馈特性 调速系统静特性 转速和电流负反馈系统稳态结构框图 Kp Ks ? 1/Ce U*n Uc ?Un Id E n Ud0 Un + + - - R - 系统稳态结构框图（该图后面分析） Rc Ui 静特性方程（也放到后面分析） 与转速闭环控制调速系统特性方程相比，上式多了一项由电流反馈引起的转速降落。 稳态特性 Idbl 0 n0 A—转速负反馈特性 B—电流负反馈特性 C—转速电流负反馈特性 采用转速电流调速系统静特性 Id n0 电流截止负反馈 考虑到，限流作用只需在起动和堵转时起作用，正常运行时应让电流自由地随着负载增减。 如果采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。这种方法叫做电流截止负反馈，简称截流反馈。（分析教材P28页叙述，引入下面两个典型的电流截至负反馈环节） 利用独立直流电源作比较电压 M + + - - Ud Id Rc VD Ui Ucom 接放大器 利用稳压管产生比较电压 Ubr M + - Ud