3 1转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性new

1、,关于所设计的直流调速系统进展情况 调速方法：降低电枢电压调速； 可控电源： V-M系统或PWM-M系统； 稳态指标：比例控制闭环调速系统； 稳 定 性：动态校正为PI调节器； 电流问题：添加电流截止负反馈。 目前系统：牺牲了快速性，获得稳定性 与静态无差。,转速、电流双闭环直流调速系统,及其静特性,主讲人：张敬南 副教授,主 要 内 容,01,理想起动过程的控制要求,02,双闭环直流调速系统的组成,03,双闭环直流调速系统的稳态结构图,和静特性,04,双闭环直流调速系统的稳态计算,（1）如何减少起动时间？,（一）理想起动过程的控制要求,GD2 dn,Te TL 375 dt,T,GD2 dn

2、,Id IL 375C dt,显然，要对电流进行控制，并实现最大 电流起动来提升跟随性能。,（2）理想的起动过程,（一）理想起动过程的控制要求,n=n* Id=IdL,t,Id,I =I,d dm,O 控制要求： （1）第1段，最大电流起动，电流控制； （2）第2段，保证转速调节，速度控制。,转速、电流双闭环直流调速系统。,（二）转速、电流双闭环调速系统的组成,内环,外 环,n,ASR,ACR,U*n +,- Un,U,i,U*i,+,-,Uc,TA,V,+,-,Ud,I,d,UPE,L,-,M,TG,+,（1）转速、电流双闭环调速系统的组成,（二）转速、电流双闭环调速系统的组成,（2）两个调

3、节器输出与限幅设置,n,ASR,ACR,U*n +,- Un,Ui,U*i +,-,Uc,TA,V,+,-,Ud,I,d,UPE,L,-,M,TG ASR：电流给定、限幅为最大电流； ACR：控制电压、限幅为最大控制电 压，对应最大直流电压。 输出达到限幅值，可称为调节器饱和。,+,内环,外 环,（二）转速、电流双闭环调速系统的组成 （3）ASR饱和状态对应了两个状态 根据ASR是否饱和来实现： ASR饱和后， ASR不起调节作用， 但输出限幅值决定了最大电流，只要 转速 ASR不退饱和，只有 ACR 起调 节作用，为最大电流控制系统。 ASR退饱和后，ASR起调节作用，为 转速控制系统。 显

4、然，满足了理想起动过程的控制要求。,（二）转速、电流双闭环调速系统的组成,（3）ASR饱和状态对应了两个状态,n,ASR,ACR,U*n +,- Un,Ui,U*i +,-,Uc,TA,V,+,-,Ud,I,d,UPE,L,-,M,TG,+,内环,外 环,注意： 结合ASR的限幅和电流环，能够实 现限制电流的作用。,（二）转速、电流双闭环调速系统的组成,（4）ACR与ASR的饱和能力,n,ASR,ACR,U*n +,- Un,Ui,U*i +,-,Uc,TA,V,+,-,Ud,I,d,UPE,L,-,M,TG ASR易饱和：迅速进入最大电流控制； ACR不易饱和：保持电流调节能力。更 好实现最

5、大电流起动来提升跟随性能。,+,内环,外 环,（三）静特性与稳态计算,（1）稳态结构图,Ks, 双闭环直流调速系统的稳态结构图 转速反馈系数; 电流反馈系数,1/Ce,U*n,Id,E,n,+,d0 +,- Un,ASR,+,U*i,-,R,Ui -,ACR Uc UPE U,（三）静特性与稳态计算,（1）稳态结构图,Ks,1/Ce,U*n,Id,E,n,+,d0 +,- Un,ASR,+,U*i,-,R,Ui -,ACR Uc UPE U, 显然，根据ASR调节器是否饱和， 静特性对应两种情况。,（三）静特性与稳态计算,n02,Id= IL,A,双闭环直流调速系统的静特性,Id,O,（2）静

6、特性 ASR、ACR均不饱和，恒速控制系统； n,n,01,B,Idm,（三）静特性与稳态计算,双闭环直流调速系统的静特性,Id,O,Idm,（2）静特性 ASR饱和，ACR不饱和，恒流控制系统。 n D,C,（三）静特性与稳态计算,双闭环直流调速系统的静特性,Id,O,（2）静特性 双闭环直流调速系统的静特性 n,Idm,D,C,n= n* =n0,（三）静特性与稳态计算 （3）稳态工作点参数计算,Ks,1/Ce,U*n,Id,E,n,+,d0 +,- Un,ASR,+,U*i,-,R,Ui -,ACR Uc UPE U, 反馈系数的确定：,U *,U *, im Idm, nm nmax

7、调节器的限幅：,Ucm Ud0max,/ Ks,Uim,Idm,（三）静特性与稳态计算,（3）稳态工作点参数计算,Ks,1/Ce,U*n,Id,E,n,+,d0 +,- Un,ASR,+,U*i,-,R,Ui -,ACR Uc UPE U, 正常工作稳态时，两个调节器均不饱和。,Id IdL,U * U I i i dL,* *,n,n,n n U,/U /,R,dL,*,d0 e d e n,U C n I R C U /I,稳态转速： 稳态电流： 直流电压 控制电压,Uc Ud0 / Ks,（三）静特性与稳态计算 （3）稳态工作点参数计算 结 论,ACR的输出由转速给定和负载共同决定,转速大小由转速给定决定 *,n,U Un n n0,电流大小由负载决定（ASR的输出） *,i,U Ui Id IdL,c,Ks,Ks,Ks,U,U, d0 e d e n dL,C n