电气传动及控制基础-第四章 多环直流调速系统

,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。,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,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