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文档简介
,电气传动及控制基础,廖晓钟,第4章多环直流调速系统,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性4.3三环控制的直流调速系统,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,主要内容1.转速、电流双闭环调速系统的组成2.静特性分析,1.转速、电流双闭环调速系统的组成,图4.1转速、电流双闭环调速系统原理图ASR-转速调节器;ACR-电流调节器;TG-测速发电机;TA-电流互感器;GT-触发装置,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,2.静特性分析,静态结构图先根据图4.1的原理图绘出静态结构图如图4.2。,图4.1转速、电流双闭环调速系统原理图,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,2.静特性分析,静态结构图先根据图4.1的原理图绘出静态结构图如图4.2。,图4.2双闭环调速系统的静态结构图n-转速反馈系数;i-电流反馈系数,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,2.静特性分析,静态特性方程式带输出限幅的PI调节器的稳态特性饱和输出达到限幅值当调节器饱和时,输出为恒值,输入量的变化不再影响输出,除非有反向的输入信号使调节器退出饱和;换句话说,饱和调节器暂时隔离了输入和输出间的关系,相当于使调节环开环。不饱和输出未达到限幅值当调节器不饱和时,PI调节器的输入偏差电压在稳态时总是零。,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,2.静特性分析,静态特性方程式,当转速调节器不饱和时,可得,当转速调节器饱和时,图4.3双闭环调速系统的静态特性,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,在稳态工作时,当两个调节器都不饱和时,各变量之间的关系,结论:比例积分调节器的输出量的稳态值由它后面环节的需要决定的。,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,动态结构图,图4.4转速、电流双闭环系统的动态结构图,4.1转速、电流双闭环调速系统及其静特性,启动过程分析,图4.5双闭环调速系统启动过程,电流上升阶段恒流升速阶段转速调节阶段,4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性,转速调节器作用使转速跟随给定电压变化,达到静态无差。对负载变化起抗扰作用。其输出限幅用于限制最大电流。电流调节器作用对内环内扰动起及时抗扰作用。保证系统在允许的最大电流下恒流启动。调节电流,使电流跟随其给定电压变化。当电机过载甚至于堵转时,限制电枢电流的最大值,从而起到快速的安全保护作用。其输出限幅值用来限制min和min,防止丢脉冲、逆变失败。,抗扰过程分析,4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性,转速、电流双闭环调速系统的性能评价,由于采用饱和非线性控制,使两个调节器充分发挥作用,系统具有很好的动、静特性,是一种非常实用的系统。但当系统降速或制动时,由于晶闸管的单向导电性,系统只能处于自由降速状态。要产生快速制动作用,可采用可逆系统。,4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性,转速、电流双闭环调速系统的调试,调试步骤:先部件、后系统,先内环、后外环。,1.部件调试、单元参数测试调节器:调零、输出限幅值触发-整流电路:初始相位、传递系数传动系统参数测试:电枢回路电阻、飞轮矩、电枢回路电感反馈系数测定:电流反馈系数,反馈极性转速反馈系数,反馈极性,图4.6二极管钳位的外限幅电路和封锁电路,4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性,转速、电流双闭环调速系统的调试,2.系统调试动态设计:电流调节器、转速调节器参数设计电流环:反馈极性确定、闭环、动态性能调试(确定调节器参数)转速环:反馈极性确定、闭环、动态性能调试(确定调节器参数)问题:反馈极性接反了?启动时ASR未达到饱和?启动时ACR达到饱和?,4.2转速、电流双闭环调速系统的动态特性,4.3三环控制的直流调速系统,主要内容1.带电流变化率的三环调速系统2.带电压内环的三环调速系统,1.带电流变化率的三环调速系统,电流变化率内环作用系统组成:转速电流电流变化率三环调速,如下图4.7。,图4.7带电流变化率环的三环调速系统ADR-电流变化率调节器,4.3三环控制的直流调速系统,2.带电压内环的三
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