電力拖動自動控制系統(tǒng)重點---本人親手總結(jié)-適合自動化專業(yè)(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電力拖動自動控制系統(tǒng) 【陳伯時、阮毅編著】 自動化三班 XXXl 靜特性的含義閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。 他在形式上與開環(huán)機(jī)械特性相似，但本質(zhì)上卻有很大不同。靜特性方程式 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋l 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（a）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) （b）只考慮給定作用時的閉環(huán)系統(tǒng) （c）只考慮擾動作用時的閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較 （p2930）開環(huán)機(jī)械特性為比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為比較后不難得出：（1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多（2）閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多當(dāng) 時，（3）如果

2、所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍（4） 把以上三點概括起來，可得下述結(jié)論：比較控制的直流調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此，需設(shè)置電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置。5反饋控制規(guī)律（轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三個基本特性）。 （1）比例控制的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的控制系統(tǒng)（2）反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動, 服從給定（3）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度電流截止負(fù)反饋l 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的特點圖2-39 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性當(dāng)輸入信號IdRc-Ucom>0時，輸出Ui=IdRc-Ucom，當(dāng)I

3、dRc-Ucom 0時，輸出Ui=0。l 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性l圖2-40 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖靜特性：當(dāng)IdIdcr時，電流負(fù)反饋被截止，靜特性與只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性相同，當(dāng)Id>Idcr后，引入了電流負(fù)反饋，靜特性變成圖2-41帶電流截止負(fù)反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性CA段 : 電流負(fù)反饋被截止 AB段 :電流負(fù)反饋起作用 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) PI 調(diào)節(jié)器在穩(wěn)態(tài)時的特征： l）飽和輸出達(dá)到限幅值2） 不飽和輸出未達(dá)到限幅值2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 圖3-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜

4、特性AB段是兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時的靜特性，Id<Idm, n=n0。BC段是ASR調(diào)節(jié)器飽和時的靜特性，Id=Idm, n<n0。圖3-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖【動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，書上62頁】雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程中電流和轉(zhuǎn)速的三個階段： l）電流上升階段（0t1）；電流從0到達(dá)最大允許值，在這個階段 ASR很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和2） 恒流升速階段（t1t2） ；Id基本保持在Idm,電動機(jī)加速到了給定值n*。在這個階段，ASR調(diào)節(jié)器始終保持在飽和狀態(tài)n  3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（t2以后） ；起始時刻是n上升到了給定值n*，在這個階段 ASR和ACR都不

5、飽和n 起動過程的三個特點，波形分析(P63)n 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：（1）飽和非線性控制 （2）轉(zhuǎn)速超調(diào) （3）準(zhǔn)時間最優(yōu)控制 1） 動態(tài)抗擾性能：抗負(fù)載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動。 轉(zhuǎn)速、電流兩個調(diào)節(jié)器的作用 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用1） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速很快地跟隨給定電壓變化, 如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差 2）對負(fù)載變化起抗擾作用 3）其輸出限幅值決定電動機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作用1） 在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用 2)在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的

6、最大電流 3)當(dāng)電動機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法的基本思路。 第一步：先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時滿足所需的穩(wěn)態(tài)精度。第二步：再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動態(tài)性能指標(biāo)的要求。轉(zhuǎn)速頻率控制 l）轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念； 轉(zhuǎn)差率s較小，轉(zhuǎn)矩可近似表示 n 保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運行范圍內(nèi)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。n 在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。2） 轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律； （1） 轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，

7、條件是氣隙磁通不變，且（2） 在不同的定子電流值時，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想通過坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動機(jī)模型，仿照直流電動機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對應(yīng)量，以實施控制。矢量控制系統(tǒng)特點（1) 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，實現(xiàn)了定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解耦，需要電流閉環(huán)控制（2) 轉(zhuǎn)子磁鏈系統(tǒng)的控制對象時穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用磁鏈閉環(huán)控制，也可以采用開環(huán)控制（3）采用連續(xù)的PI控制，轉(zhuǎn)矩與磁鏈變化平穩(wěn)，電流閉環(huán)控制

8、可有效地限制起、制動電流。圖 矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖（例21）某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為=1430r/min，額定速降=115r/min，當(dāng)要求靜差率s30%時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率s20%，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍達(dá)到10，所能滿足的靜差率是多少？ 解：在要求s 30%時，允許的調(diào)速范圍為若要求s 20%，則允許的調(diào)速范圍只有若調(diào)速范圍達(dá)到10，則靜差率只能是（例題2-2 ）某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻R=0.18，電動機(jī)電動勢系數(shù)Ce=0.2Vmin/r。如果要求調(diào)速范圍D=20，靜差