第四章多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

1、電氣傳動(dòng)及控制基礎(chǔ) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 圖圖4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖ASR-ASR-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；ACR-ACR-電流調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器；TG-TG-測(cè)速發(fā)電機(jī)；測(cè)速發(fā)電機(jī)；TA-TA-電流互感器；電流互感器；GT-GT-觸發(fā)裝置觸發(fā)裝置4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性根據(jù)圖根據(jù)圖4.14.1的原理圖繪出靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖的原理圖繪出靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖4.24.2。 圖圖4.2 4.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖n n- -轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；i i- -電

2、流反饋系數(shù)電流反饋系數(shù)4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性 帶輸出限幅的帶輸出限幅的PIPI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特性調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特性 飽和飽和輸出達(dá)到限幅值輸出達(dá)到限幅值 當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔離了輸入和輸出間的關(guān)系，相話說，飽和調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔離了輸入和輸出間的關(guān)系，相當(dāng)于使調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。當(dāng)于使調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。不飽和不飽和輸出未達(dá)到限幅值輸出未達(dá)到限幅值 當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，

3、當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PIPI調(diào)節(jié)器的輸入偏差在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是調(diào)節(jié)器的輸入偏差在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。零。4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性 靜態(tài)特性方程式靜態(tài)特性方程式nnnUUn0/nnn Un當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí) 可得可得 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和時(shí) 圖圖4.3 4.3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性ddmII/dimidmIUI0nn4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之

4、間的關(guān)系之間的關(guān)系 結(jié)論結(jié)論比例積分調(diào)節(jié)器的輸出量的穩(wěn)態(tài)值由它后面環(huán)節(jié)的比例積分調(diào)節(jié)器的輸出量的穩(wěn)態(tài)值由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。需要決定的。 0nnnnUUnniii di dLUUIIdedendLctsssUC n I RC UI RUKKK4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性圖圖4.4 4.4 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4.1 4.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性圖圖4.5 4.5 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程電流上升階段電流上升階段恒流升速階段恒

5、流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段4.2 4.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用 使轉(zhuǎn)速跟隨給定電壓變化，達(dá)到靜態(tài)無差。使轉(zhuǎn)速跟隨給定電壓變化，達(dá)到靜態(tài)無差。 對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。 其輸出限幅用于限制最大電流。其輸出限幅用于限制最大電流。電流調(diào)節(jié)器作用電流調(diào)節(jié)器作用 對(duì)內(nèi)環(huán)內(nèi)擾動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。對(duì)內(nèi)環(huán)內(nèi)擾動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。 保證系統(tǒng)在允許的最大電流下恒流啟動(dòng)。保證系統(tǒng)在允許的最大電流下恒流啟動(dòng)。 調(diào)節(jié)電流，使電流跟隨其給定電壓變化。調(diào)節(jié)電流，使電流跟隨其給定電壓變化。 當(dāng)電機(jī)過載甚至于堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流

6、的最大值，從而起到快速當(dāng)電機(jī)過載甚至于堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護(hù)作用。的安全保護(hù)作用。 其輸出限幅值用來限制其輸出限幅值用來限制 minmin 和和 minmin ，防止丟脈沖、逆變失敗。，防止丟脈沖、逆變失敗。 4.2 4.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 由于采用飽和非線性控制，使兩個(gè)調(diào)節(jié)器充分發(fā)揮作由于采用飽和非線性控制，使兩個(gè)調(diào)節(jié)器充分發(fā)揮作用，系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜特性，是一種非常實(shí)用的用，系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜特性，是一種非常實(shí)用的系統(tǒng)。系統(tǒng)。 但當(dāng)系統(tǒng)降速或制動(dòng)時(shí)，由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕?dāng)系統(tǒng)降速或制動(dòng)時(shí)，由于晶閘

7、管的單向?qū)щ娦裕到y(tǒng)只能處于自由降速狀態(tài)。要產(chǎn)生快速制動(dòng)作用，系統(tǒng)只能處于自由降速狀態(tài)。要產(chǎn)生快速制動(dòng)作用，可采用可逆系統(tǒng)?？刹捎每赡嫦到y(tǒng)。4.2 4.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 調(diào)試步驟：先部件、后系統(tǒng)，調(diào)試步驟：先部件、后系統(tǒng)，先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)。先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)。調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器：調(diào)零、輸出限幅值：調(diào)零、輸出限幅值觸發(fā)觸發(fā)- -整流電路整流電路：初始相位、傳遞系數(shù)：初始相位、傳遞系數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試：電樞回路電阻、：電樞回路電阻、飛輪矩、電樞回路電感飛輪矩、電樞回路電感反饋系數(shù)測(cè)定反饋系數(shù)測(cè)定：電流反饋系數(shù)，反饋極性電流反饋系數(shù)，反饋極

8、性轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，反饋極性轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，反饋極性圖圖4.6 4.6 二極管鉗位的外限幅電路二極管鉗位的外限幅電路和封鎖電路和封鎖電路4.2 4.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)：電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)：電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)電流環(huán)電流環(huán)： 反饋極性確定、閉環(huán)、動(dòng)態(tài)性能調(diào)試反饋極性確定、閉環(huán)、動(dòng)態(tài)性能調(diào)試 （確定調(diào)節(jié)器參數(shù)（確定調(diào)節(jié)器參數(shù)）轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)： 反饋極性確定、閉環(huán)、動(dòng)態(tài)性能調(diào)試反饋極性確定、閉環(huán)、動(dòng)態(tài)性能調(diào)試 （確定調(diào)節(jié)器參數(shù)）（確定調(diào)節(jié)器參數(shù)）問題問題：反饋極性接反了？反饋極性接反了？啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí)ASRASR未達(dá)到飽和？未達(dá)到飽和？啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí)ACRACR達(dá)到飽和？達(dá)到飽和？4.2 4.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性主要內(nèi)容主要內(nèi)容電流變化率內(nèi)環(huán)作用電流變化率內(nèi)環(huán)作用系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成: :轉(zhuǎn)速電流電流變化率三環(huán)調(diào)速轉(zhuǎn)速電流電流變化率三環(huán)調(diào)速圖圖4.7 4.7 帶電流變化率環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)帶電流變化率環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)ADR-ADR-電流變化率調(diào)節(jié)器電流變化率調(diào)節(jié)器4.3 4.3 三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)電壓內(nèi)環(huán)作用電壓內(nèi)環(huán)