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H63EDR
ControlofDCDrives
Whydoweneedclosedloopcontrol?
DCmotorcharacteristics
SDomainTransferFunction
OpenloopResponse
Nested(cascade)controlstructure
Current(torque)controlloop
Speedcontrolloop
1
Simpleopenloopcontrol
Ideallywewant
Fastspeedandtorqueresponse
Accuratespeedholding,Stablecontrol
Whathappensifweemployopenloopcontrol?
EasytoimplementBUT
speednotautomaticallycorrectedasmachineisloaded
nocurrentcontrol-whathappensifyouputastepchangeonthe
reference?
2
DCMachineModel
Assumefieldisconstantatratedvalue
V=IR+Ldi/dt+E
aaaaab
E=k.wT=k.I
bmrema
MechanicalSystemEquation
T=T+J.dw/dt+B.w
elrr
LaplaceTransforms
(V(s)–E(s))/(R+s.L)=I(s)
abaaa
(T(s)–T(s))/(B+s.J)=w(s)
elr
3
OpenLoopresponseofDCMotor
OpenLoopDCMotorformsasecondordersystem
(withinherentfeedback!)
RelativevaluesofJ,R,LandBdeterminethe
aa
naturalfrequencyanddamping
AstepchangeinVmaycauseaveryoscillatory
a
responsewithveryhighvaluesofI(notdesirable!!)
a
4
Typicalclosedloopcontrolstructure
Theinnerloop(currentcontrol)isvitallyimportant.Thecurrent
controllerensuresthearmaturecurrentequalsthereference
currentbyadjusting(orforac
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