直流調(diào)速系統(tǒng)7

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1、8.3.6轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成及靜特性問題的提出在工業(yè)部門中，有許多生產(chǎn)機(jī)械，例如龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)等，由于生產(chǎn)的需要及加工工藝特點(diǎn)，經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)的過渡過程中，起到和制動(dòng)過程的時(shí)間在很大程度上決定了生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)率，如何縮短這一部分時(shí)間，以充分發(fā)揮生產(chǎn)機(jī)械效能.提高生產(chǎn)率，是轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)首先耍解決的問題。為此，在電動(dòng)機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩〉受限制的約束條件下，希望充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過載能力.在過渡過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最人的加速度起動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)

2、起動(dòng)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又讓電流（轉(zhuǎn)矩〉立即降下來，使轉(zhuǎn)矩與負(fù)戟轉(zhuǎn)矩相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過程如圖&43所示，起動(dòng)電流呈方形波，轉(zhuǎn)速是線性増長(zhǎng)的。這種在最大電流（轉(zhuǎn)矩〉受限制條件下調(diào)速系統(tǒng)能得到最快起動(dòng)過程的控制笫賂稱為“最短時(shí)間控制”或“時(shí)間最優(yōu)控制”。為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快起動(dòng).關(guān)鍵是耍獲得一段便電流保持為最大（ftidm的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律.采用某個(gè)物理駅的負(fù)反饋可以保持該帰基木不變?伙I此采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能得到近似的恒流過程。前面討論的電流蔵止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，在起動(dòng)過程中

3、具有限流作用.使起動(dòng)電流不超過電機(jī)的最大允許電流值,但并不能保證在整個(gè)起動(dòng)過程中以恒定電流起動(dòng)。例如對(duì)于圖&51所示的采川-tr.-ou*pi調(diào)節(jié)器的電流截止負(fù)反饋閉壞訓(xùn)速系統(tǒng)?在穩(wěn)態(tài)時(shí)，它要力圖便■?*，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，其最大電流為kh”（?+"?）/0（因%■輒.當(dāng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)，■?增大，起動(dòng)電流則隨之下降，因此實(shí)際起動(dòng)過程如圖8.44所示。顯然，它與理想起動(dòng)過程較大區(qū)別，要慢得多。原因是這種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)和電流反饋信號(hào)在一點(diǎn)進(jìn)行綜合，加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，在起動(dòng)過程中兩種反饋郁起作用；正常

4、負(fù)載時(shí)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)竹，電流超過臨界值時(shí)進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，達(dá)到最大電流后馬上又降下來，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨Z減小，因此加速過程必然加長(zhǎng)。再者，一個(gè)訓(xùn)節(jié)器同時(shí)要完成兩種調(diào)節(jié)任務(wù)，調(diào)石器的動(dòng)態(tài)參數(shù)也無法保證兩種調(diào)節(jié)?過程同時(shí)具有艮好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。圖&43調(diào)速系統(tǒng)理想起動(dòng)過程圖8?44帶電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程為了在起動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋起作用以保證最大允許恒定電流，不應(yīng)讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端：到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后希望能使轉(zhuǎn)速恒定，般差盡可能小，應(yīng)只耍轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主耍作用。

5、轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠做到既有轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋?zhàn)饔?乂使它們只能分別在不同的階段起主要作用。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成圖&45所示為轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)迎了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別訓(xùn)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流.二者之間實(shí)行串聯(lián)連接。把轉(zhuǎn)速訓(xùn)節(jié)器ASR的輸出作為電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入.用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制品管整流的觸發(fā)器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面?叫做外環(huán)。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器

6、通常都采用PI調(diào)節(jié)器。在圖&45中.標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的■■實(shí)際極性，它們是按照觸發(fā)器GT的控制電壓■分為正電壓的悄況標(biāo)出的，而且考慮運(yùn)算放大器的反相作用。通常.轉(zhuǎn)速電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出值是帶限嫡的，轉(zhuǎn)速調(diào)巧器的輸出限嫡電壓為"■，它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的般大值：電流訓(xùn)節(jié)器的輸出限醐電壓是匚，它限制了晶閘管整流裝迓輸出電壓的址人值。圖8.45轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的靜特性根據(jù)圖&45的原理圖，可以很容易地畫出雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖8?46所示。其中PI調(diào)節(jié)器用帶

7、限幅的輸出特性表示,這種PI訓(xùn)節(jié)器在工作中一般存在飽和和不飽和兩種狀況。飽和時(shí)輸出達(dá)到限懾值；不飽和時(shí)輸出未達(dá)到限幅值.這樣的穩(wěn)態(tài)特征是分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí).輸出為恒值?輸入繪的變化不再影響輸出.除菲輸入信號(hào)反向使調(diào)節(jié)器所在的閉環(huán)成為開環(huán)。當(dāng)圖8.46雙閉壞調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖實(shí)際上.雙閉環(huán)訓(xùn)速系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的.對(duì)于靜特性來說?只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器存在飽和與不飽和兩種情況。(1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和在正常負(fù)載悄況下,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和,電流調(diào)節(jié)器也不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，依

8、靠調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，它們的輸入偏屋電壓都是零。因此系統(tǒng)具冇絕対駛的靜特性(無靜差).即(8.86)(8.87)由式(8.86)可得(8.88)從而得到圖&47靜特性的4■"段。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，""