雙閉環(huán)直流調(diào)速概要

1、課程設(shè)計名稱： 電力拖動自動控制系統(tǒng)題 目： 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)專 業(yè)： 電氣工程及其自動化班 級：姓 名：學 號：遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計成績評定表學期第七學期姓名專業(yè)電氣工程與自動化班級課程名稱電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計題目雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)評定指標分值得分知識創(chuàng)新性20理論正確性20評內(nèi)容難易性15結(jié)合實際性10知識掌握程度15定書寫規(guī)范性10工作量10總成績100標準評語：任課教師時間年月日備注目錄引言1 1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型 21.1 直 流電 機數(shù)學 模型 .2 1. 2 整 流 裝 置的 傳 遞 函數(shù) . 2 1. 3 電 流 調(diào) 節(jié) 器 的 設(shè) 計 .3 1. 4 轉(zhuǎn)

2、 速 調(diào) 節(jié) 器 的 設(shè) 計 3 2 速度 與 電 流雙 閉環(huán) 調(diào)速 系統(tǒng) . 5 2. 1 速 度 電 流雙 閉 環(huán) 調(diào)速 系 統(tǒng) . 5 2. 2 雙閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和基本原理 .6 3 雙閉環(huán)控制并聯(lián)逆變器的建模分析 .7 4 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)的工作過程 .94.1 啟動過程 . 9 4. 2 負 載 變 化 時 的 自 動 調(diào) 速 過 程 .9 4 . 3 電 動 機 堵 轉(zhuǎn) 過 程 . 9 4 . 4 雙 閉 環(huán) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 特 點 10 5 仿 真 研 究 . 11 結(jié) 論 .13 設(shè)計 體會 . 14 參考 文獻 .15摘要在工業(yè)生產(chǎn)中 , 需要高性能

3、速度控制的電力拖動場合 , 直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極 為重要的作用。而采用速度、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) , 就可以充分利用電動機的過載能力 來獲得最快的動態(tài)過程。根據(jù)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和基本原理 , 分析了轉(zhuǎn)速與電流 雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)的工作過程及其特點。關(guān)鍵詞 : 直流調(diào)速系統(tǒng) ; 基本原理目錄 引言1 1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型 21.1 直 流電 機數(shù)學 模型 .2 1. 2 整 流 裝 置的 傳 遞 函數(shù) . 2 1. 3 電 流 調(diào) 節(jié) 器 的 設(shè) 計 .3 1. 4 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 節(jié) 器 的 設(shè) 計 3 2 速度 與 電 流雙 閉環(huán) 調(diào)速 系統(tǒng) . 5 2. 1 速 度 電 流雙

4、 閉 環(huán) 調(diào)速 系 統(tǒng) . 5 2. 2 雙閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和基本原理 .6 3 雙閉環(huán)控制并聯(lián)逆變器的建模分析 .7 4 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)的工作過程 .94.1 啟動過程 . 9 4. 2 負 載 變 化 時 的 自 動 調(diào) 速 過 程 .9 4 . 3 電 動 機 堵 轉(zhuǎn) 過 程 . 9 4 . 4 雙 閉 環(huán) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 特 點 10 5 仿 真 研 究 . 11 結(jié) 論 .1314.15設(shè)計體會參考文獻雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型在工程實踐中 , 雖然交流電動機結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、制造方便、維護容易。但由于 直流電動機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在理論和實踐上都比較成熟

5、, 具有極好的運行和控制性能 , 在 工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當?shù)谋壤?,其雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。ASR速度調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器 TA交流變換器TG測速發(fā)電機 U*n給定速度信號 Un速度反饋信號U*i 給定電流信號 Ui 電流反饋信號圖 1-1 直流電動機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中電流內(nèi)環(huán)的作用是使電機電樞電流 Id 服從它的給定值 U*i, 當 U*i 不變時, 它表 現(xiàn)為恒流調(diào)節(jié) , 否則表現(xiàn)為隨動調(diào)節(jié)。速度外環(huán)的輸出為 U*i, 不直接推動后面的放大器 , 而是作為電流環(huán)的給定值 , 二者共同構(gòu)成串級控制系統(tǒng) , 不僅能控制轉(zhuǎn)速 , 而且能控制電流 可充分利用電機的過載能力

6、 , 獲得較快的動態(tài)響應(yīng)。1.1 直流電機數(shù)學模型在電力拖動控制系統(tǒng)中 , 直流電機通常以電樞電壓為輸入量 , 以電機轉(zhuǎn)速為輸出量。假 設(shè)電機補償良好 , 忽略電樞反應(yīng)、渦流效應(yīng)和磁滯的影響 ,并設(shè)勵磁電流恒定 , 得直流電機 數(shù)學模型和運動方程分別為 :1-1式中: Ud 電樞電壓 ; L 、id、R分別為電樞回路電感、電流和總電阻 ; E 電機的 反電動勢,且有 E=Cen; Te、TL分別為電機的電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩 ,且有 Te=Cmid; GD2 電力拖動系統(tǒng)整個運動部分折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量。整理得電流與電壓以及電動勢 與電流之間的傳遞函數(shù)分別為1-2式中: T1=L/R 電樞回

7、路的電磁時間常數(shù) (s); IdL=TL/Cm 負載電流 (A); Tm 電力 拖動系統(tǒng)的機電時間常數(shù) (s) 。考慮 n=E /Ce, 可得直流電機的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-2 所示。1.2 整流裝置的傳遞函數(shù)圖 1-2 直流電動機的 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 由于晶閘管整流裝置總離不開觸發(fā)電路 , 因此在分析系統(tǒng)時往往把它們看成一個整體 當作一個環(huán)節(jié)處理。從圖 1-1 上可以看出 , 這一環(huán)節(jié)的輸入量是觸發(fā)電路的控制電壓 Uct, 輸出量是電樞電壓 Ud。如果在一定的范圍內(nèi)將非線性特性線性化 , 就可以把它看成一個滯 后時間較小的純滯后環(huán)節(jié) , 如式 1-3 。因傳遞函數(shù)中包含指數(shù)函數(shù) ,使系統(tǒng)成為非最小相

8、位 系統(tǒng),給分析和設(shè)計帶來了麻煩 ,一般情況下 ,把它近似成一階慣性環(huán)節(jié)。1-3式中: Ts 晶閘管整流裝置的失控時間 (s) 。1.3 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計在設(shè)計電流環(huán)時 ,因 T1比 Tm小得多,故電流的調(diào)節(jié)過程比轉(zhuǎn)速的變化過程快得多 ,因 此在電流調(diào)節(jié)器快速調(diào)節(jié)過程中 ,可以認為反電動勢 E基本不變。這樣在設(shè)計電流環(huán)時 , 可變化的影響而得到圖 1-4 所示的電流環(huán)近似動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。為了使電流環(huán)穩(wěn)態(tài)上做到無 靜差以獲得理想的堵轉(zhuǎn)特性 , 動態(tài)上保持電動機電樞電流的不超調(diào) ,保證系統(tǒng)的跟隨性。把 電流環(huán)校正成典型 I 型系統(tǒng),其傳遞函數(shù)為 :1-4 式中 : Ki, i 分別為電流調(diào)節(jié)器的比例放

9、大系數(shù)和時間常數(shù)。根據(jù)“對消原理” , 為了對消掉控制對象中時間常數(shù)較大的慣性環(huán)節(jié) , 以使校正后系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快 , 取 i=T1;PI 調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù) Ki 取決于系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。根 據(jù)“電子最佳調(diào)節(jié)原理”中的“二階最佳系統(tǒng)”原理。取 KiTi=0 ·5, 由此可得 :1-51.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計圖 1-5 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計時 , 可以把已經(jīng)設(shè)計好的電流環(huán)作為轉(zhuǎn)速環(huán)的控制對象。由此得到 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-5 所示。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差 , 提高系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能 , 把轉(zhuǎn)速 環(huán)設(shè)計成典型 II 型系統(tǒng) , 其傳遞函數(shù)為 :1-6式中 : Kn

10、, n分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器比例放大倍數(shù)和時間常數(shù)。根據(jù) II 型典型系統(tǒng)參數(shù)確定的方法 , 有 T1=hT2,于是有 n=hTn, 其中 h為中頻寬 , T n=Ton+2Ti, 根據(jù)“調(diào)節(jié)器最佳整定設(shè)計法” , 一般取 h=5。然后按典型 II 型系統(tǒng)的最 小閉環(huán)幅頻特性峰值 Mrmin 準則, 得:1-72 速度與電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.1 速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度與電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是 20 世紀 60 年代在國外出現(xiàn)的一種新型的調(diào)速系統(tǒng)。 70 年代以來 , 在我國的冶金、機械、制造以及印染工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。雙 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是由單閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展而來的。單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用了

11、一個比例積分 調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器可以得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié) , 見圖 2-1、圖 2- 2 。從擴大調(diào)速范圍 的角度來看 , 單環(huán)系統(tǒng)已能基本上滿足生產(chǎn)機械對調(diào)速的要求。但是 , 任何調(diào)速系統(tǒng)總是 需要啟動與停車的 , 從電機能承受的過載電流有一定限制來看 , 要求啟動電流的峰值不 要超過允許數(shù)值。為達到這個目的 , 采用電流截止負反饋的系統(tǒng) , 它能得圖 2-11 單環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)方塊圖圖 2-2 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速圖 2-3 帶有電流截止負反饋系統(tǒng)啟動電流波形到啟動電流波形 , 見圖 2-3 中實線所示。 波形的峰值正好達到直流電動機所允許的最 大沖擊電流 Idm, 其啟動時間為 t1

12、。實際的調(diào)速系統(tǒng) , 除要求對轉(zhuǎn)速進行調(diào)整外 , 很多 生產(chǎn)機械還提出了加快啟動和制動過程的要求 , 例如可逆軋鋼 , 龍門刨床都是經(jīng)常處于 正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)的 , 為了提高生產(chǎn)率 , 要求盡量縮短過渡過程的時間。從圖 2- 3 啟動電 流變化的波形可以看到 , 電流只在很短的時間內(nèi)就達到了最大允許值 Idm, 而其他時間 的電流均小于此值 , 可見在啟動過程中 , 電機的過載能力并沒有充分利用。如果能使啟動 電流按虛線的形狀變化 , 充分利用電動機的過載能力 , 使電機一直在較大的加速轉(zhuǎn)矩下 啟動 , 啟動時間就會大大縮短 , 只要 t2 就夠了。上述設(shè)想提出一個理想的啟動過程曲線 , 其特點

13、是在電機啟動時 , 啟動電流很快加大到允許過載能力值 Idm, 并且保持不變 , 在 這個條件下 , 轉(zhuǎn)速 n 得到線性增長 , 當開到需要的大小時 , 電機的電流急劇下降到克服 負載所需的電流 Izf 值, 對應(yīng)這種要求可控硅整流器的電壓在啟動一開始時應(yīng)為IdmR,隨著轉(zhuǎn)速 n 的上升 , U= IdmR +Cen 也上升, 達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時 , Ud= IzfR +Cne。這就 要求在啟動過程中 , 把電動機的電流當作被調(diào)節(jié)量 , 使之維持在電機允許的最大值 Idm, 并保持不變。這就要求有一個電流調(diào)節(jié)器來完成這個任務(wù)。帶有速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器 的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)便是在這種要求下產(chǎn)生的。圖

14、2-4 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速2.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和基本原理圖 2- 4 為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)有兩個 PI 調(diào)節(jié)器 , 一個是 用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 （ST） , 另一個是用于電流調(diào)節(jié)的電流調(diào)節(jié)器 （LT） , 兩個調(diào)節(jié) 器串級連接 , 其輸出均有限幅 , 輸出限幅值分別為 Usm 和 Umi 。由于調(diào)速系統(tǒng)的主要被 調(diào)量是轉(zhuǎn)速 , 故把轉(zhuǎn)速負反饋組成的環(huán)作為外環(huán) （ 主環(huán)） , 以保證電動機的轉(zhuǎn)速準確地跟 隨給定值 , 并抵抗外來的干擾 ; 把由電流負反饋組成的環(huán)作內(nèi)環(huán) （ 副環(huán)） , 以保證動態(tài)電 流為最大值并保持不變 , 使電動機快速地起動、制動

15、, 同時還能起限流作用 , 并可以對電 網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用。電動機轉(zhuǎn)速由給定電壓 Ug 來確定 , 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ST 的輸入 M 偏差電壓為 Uis=Ug- Unf, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ST 的輸出電壓 Us 作為電流調(diào)節(jié)器 LT 的給 定信號 （ST 輸出電壓的限幅值 Usm 決定了 LT 給定信號的最大值 ） ; 電流調(diào)節(jié)器 LT 的 輸入偏差電壓為 Uci=- Us+Ufi, 電流調(diào)節(jié)器 LT 的輸出電壓 Uc 作為觸發(fā)電路的控制 電壓 （LT 輸出電壓的限幅值 Umi 決定了晶閘管整流電壓的最大值 Udm） ; Uc 控制著觸 發(fā)延遲角 , 使電動機在期望轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。3 雙閉環(huán)控制并聯(lián)

16、逆變器的建模分析單相半橋逆變器由逆變橋和 LC 輸出濾波器構(gòu)成，采用輸出電壓瞬時值和濾波電感電 流瞬時值雙閉環(huán)反饋控制策略。電壓外環(huán)采用 PI 調(diào)節(jié)器，控制輸出電壓跟蹤基準正弦電 壓， PI 調(diào)節(jié)器的輸出作為電流給定；電流內(nèi)環(huán)采用滯環(huán)控制方式，控制電感電流在正負 滯環(huán)寬度范圍內(nèi)跟蹤給定電流變化。當逆變器的開關(guān)頻率遠大于輸出電壓頻率 fo ，且 fo 較低時，電流內(nèi)環(huán)可以等效為一個受控放大器。圖 3-1 為兩臺逆變器構(gòu)成的并聯(lián)系統(tǒng)等 效輸出模型，其中 uo 是并聯(lián)交流母線電壓， uo1、uo2 分別為兩臺逆變器的輸出電壓， Z1 和 Z2 分別為兩臺逆變器與交流母線之間的線路阻抗， Ze 為并聯(lián)

17、系統(tǒng)負載， io1、io2 分 別為兩臺逆變器的輸出電流， io 為負載電流。定義環(huán)流 I H3-1由 3-1 可以得到3-2所以，對于由兩臺逆變器構(gòu)成的并聯(lián)系統(tǒng)，臺逆變器承擔一半的負載電流加環(huán)流量，另一臺逆變器承擔一半的負載電流減環(huán)流量。如果忽略逆變器和并聯(lián)交流母線之間的線路 阻抗，可認為兩臺逆變器輸出電壓 uo1 和 uo2 相等。因為兩臺逆變器電路參數(shù)不可避免 地存在誤差，因此環(huán)流必定存在。所以處于并聯(lián)工作時的電壓電流雙閉環(huán)控制逆變器單模 塊系統(tǒng)電路模型如圖 3- 2 所示。該模型考慮了環(huán)流因素，與單獨工作的逆變器相比，多 了虛線框所示部分。 uref 為基準正弦波， uvf 為反饋電壓

18、， Kvf 為電壓反饋系數(shù)， KP、 KI 為 PI 調(diào)節(jié)器的比例和積分系數(shù)， iref 為電流給定， iL 為電感電流， K 為電流環(huán)放 大倍數(shù)， Go 為輸出濾波電容 Cf 與負載并聯(lián)的傳遞函數(shù)， 為輸出角頻率。圖 3- 1 兩臺逆變器并聯(lián)系統(tǒng)等效輸出模型圖 3- 2 并聯(lián)工作的雙閉環(huán)控制逆變器單模塊電路模型逆變器輸出電壓為3-3要讓兩臺逆變器在參數(shù)不一致時輸出電壓相等，即 uo1=uo2 ，有3-4轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)的工作過程 .1 啟動過程雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程可分為以下 3 個階段。(1) 電流上升階段。開始啟動時, n=0, Ufn=0, sUi=Ug, 故

19、 ST 的輸入值很高 , 使 ST 的輸出 Us 迅速達到飽合限幅值 - Usm, 在此后的啟動升速過程中 , 只要 Usi ( 即 n<n1)Ug/ n則, ST 就將保持該飽和值而不能起調(diào)節(jié)作用。 LT 的輸入偏差電壓 Uic=- Us+Uif, 由于此時 - Us=- Usm, 而 Uif= I,d 故 Uci=- Usm+ Id<0, LT 的積分作用將使 Uc 快速上升 , 電流 Id 以最快速度上升 , 電動機獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩 , 加快了電動機的 啟動。直到 Ufi= Id=Usm( 即 Uic=0)時, Uc 不再增加, Ud 也不再增加 , 電動機電流 Id 達到

20、所允許的最大電流 Idm。(2) 電流保持恒值 , 電動機恒加速階段。此階段從 Id 剛上升到 Idm 開始 , 到 n 達 到其期望值 n1 為止。在此階段中 , 由于 n<n1, 故 ST 仍然不起調(diào)節(jié)作用。此階段是啟 動過程的主要階段 , 也是 LT 在啟動過程中發(fā)揮電流調(diào)節(jié)作用的主要階段。隨著 n 的增 加, 電動機反電動勢 Ed 增大, 電流 Id 的調(diào)節(jié)過程為 : 上述電流的不斷調(diào)節(jié)過程 , 使電 動機電樞電流 Id 始終保持最大值 Idm, 電動機以最大電磁轉(zhuǎn)矩和最大加速度加速。(3) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。當電動機轉(zhuǎn)速上升到期望轉(zhuǎn)速 n1 后 , 便進入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。此 時, n

21、=n1, Usi=Ug- Unf=0, 但由于 ST 的積分保持作用 , 仍使- Us=- Usm, Id= Idm, 故 轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加 , 出現(xiàn) n>n1 的轉(zhuǎn)速超調(diào)現(xiàn)象。但在 n>n1 后 , 由于 Unf>Ug, 故 Usi<0, ST 的積分電容改變 , 使 ST 退出飽和 , 進入線性區(qū) , ST 便開始進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) , 在 ST 進 行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時 , 由于 ST 的輸出 Us 的變化 , 即 LT 的給定值發(fā)生變化 , 故 LT 也要進 行電流調(diào)節(jié) , 力圖使 Id 盡快跟隨 ST 的輸出 Us 。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在外環(huán) , 故 ST 起主導 作用 , 最終使轉(zhuǎn)

22、速穩(wěn)定在期望轉(zhuǎn)速 n1 上。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動時的轉(zhuǎn)速和電流波形 , 見 圖 4-1 。圖 4-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動時的轉(zhuǎn)速和電流波形穩(wěn)態(tài)時 , Usi=0, Uci=0, 電動機的轉(zhuǎn)速為期望速 n=n1=Ug/ n, 其電流也為穩(wěn) 定電流 Id=Id1=Us1/ Id 。當負載增大時 , 自動調(diào)速過程如下 : 在自動調(diào)速過程中 , 轉(zhuǎn)速 環(huán)是主環(huán) , 在穩(wěn)速過程起主導作用 , 其主要作用是保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 , 能將轉(zhuǎn)速保持在給定 值 Ug/ n 上。電流環(huán)是副環(huán) , 其主要作用是穩(wěn)定電流 , 將影響和干擾轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) , 但轉(zhuǎn) 速環(huán)的調(diào)節(jié)作用可以改變 Us, 使電流環(huán)跟隨 Us 調(diào)節(jié) , 故最終

23、仍能消除轉(zhuǎn)速偏差。4.3 電動機堵轉(zhuǎn)過程當電動機發(fā)生嚴重過載或機械部件被卡住時 , 轉(zhuǎn)速將迅速下降 , 且 Id>Idm。此時 , 由 于轉(zhuǎn)速的迅速下降 , 使 Usi>>0, 故 ST 迅速飽和 , 而不再起轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用 , ST 的輸出 為飽和限幅值 - Usm; 同時, 由于 Id>Idm, 使Uci=- Usm+Id>0, 故 LT 的輸出 Uc 迅 速下降, Ud 和 Id 隨之迅速下降 , 轉(zhuǎn)速急劇下降 , 但 LT 的調(diào)節(jié)作用將使 Id 維持 Idm 不變 , 直到堵轉(zhuǎn)為止。因此 , 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的堵轉(zhuǎn)電流 ID 與轉(zhuǎn)折電流 IB 相差很小 , 這

24、樣便獲得了比較理想的“挖土機特性” 。4.4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點 , 一是系統(tǒng)的調(diào)速性能好 ; 二是能獲得較理想的 “挖土機特性”三是有較好的動態(tài)特性 , 過渡過程短 , 啟動時間短 ,穩(wěn)定性好 ; 四是抗干擾能力強 ; 五是兩 個調(diào)節(jié)器分別設(shè)計和整定 , 調(diào)試方便。5 仿真研究基于以上分析 , 得雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 5-1 所示, 其中包括了電流、轉(zhuǎn)速 濾波和兩個給定濾波環(huán)節(jié)。仿真中采用三相橋式全控整流電路供電 ,Ts=0·00167s, 基本仿 真數(shù)據(jù)如下。直流電機 :220V, 136A, 1480r/min, 允許過載倍數(shù) =1·

25、5; 電機軸上總飛輪 力矩: GD2=22·5N·m2;電樞回路總電阻 : R=0 ·5;電樞回路總電感 : L=15mH;濾波時間 常數(shù): Toi=0 ·005s, Ton=0 ·01s;晶閘管裝置放大系數(shù) : Ks=40 。由此可得 :電流環(huán)小時間 常 數(shù) T i=Ts+Toi=0 · 00667s; 電 磁時 間常 數(shù) T1=L/R=0· 03s; 電 流 反 饋 系數(shù) =U*im/Idm=0 · 0392V/A; 轉(zhuǎn) 速 反 饋 系 數(shù) =U*nmax/nmax= 0·00338V·min/r; Ki= 0·717; n=0·1167s; Kn=14 ·302, 仿真結(jié)果如圖 5-2 5-8 所示。圖 5-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖輸出與線性調(diào)圖 5-3ASR 的輸出特性圖 5-2 電機轉(zhuǎn)速圖 5-