第2章25 限流保護

1、2.5 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 限流保護2.5.1 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的過流問題轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的過流問題n在轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)上突加給定電壓時，電樞電壓立即達到它的最高值，對電動機來說，相當(dāng)于全壓起動，會造成電動機過流。n當(dāng)直流電動機被堵轉(zhuǎn)時，電流將遠遠超過允許值。如果只依靠過流繼電器或熔斷器來保護，過載時就跳閘。n系統(tǒng)中必須有自動限制電樞電流的環(huán)節(jié)。n引入電流負反饋，可以使它不超過允許值。但這種作用只應(yīng)在起動和堵轉(zhuǎn)時存在，在正常的穩(wěn)速運行時又得取消。n當(dāng)電流大到一定程度時才出現(xiàn)的電流負反饋，叫做電流截止負反饋。n當(dāng)輸入信號IdRc-Ucom0時，輸出Ui=IdRc-

2、Ucom，n當(dāng)IdRc-Ucom 0時，輸出Ui=0。 圖2-39 電流截止負反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性圖2-40 帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖2帶電流截止負反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性n當(dāng)IdIdcr時，電流負反饋被截止，靜特性與只有轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性相同， （2-32）n當(dāng)IdIdcr后，引入了電流負反饋，靜特性變成 （2-95）)1 ()1 (*KCRIKCUKKnedensp)1 ()()1 ()()1 ()()1 ()1 (*KCIRKKRKCUUKKKCRIUIRKCKKKCUKKnedsspecomnspedcomdsespensp圖2

3、-41帶電流截止負反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性nCA段 : 電流負反饋被截止 nAB段 : 電流負反饋起作用 n電流負反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個大電阻 。n比較電壓與給定電壓的作用一致，好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高到 )1 ()(*0KCUUKKnecomnsp（2-96） sspRKKn令n=0，得到堵轉(zhuǎn)電流Iabl ， （2-97）n一般KpKsRsR，因此 （2-98）nIabl應(yīng)小于電動機允許的最大電流，一般為 Iabl =（1.52）INn截止電流應(yīng)大于電動機的額定電流，取 Idcr= （ 1.11.2 ）INscomndblRUUI*sspcomnspdblRKKRUUK

4、KI)(*3帶電流截止的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-42 無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)nTA為檢測電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號Ui。n當(dāng)電流達到截止電流Idcr時， Ui高于穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓，使晶體三極管VBT導(dǎo)通，n忽略晶體三極管VBT導(dǎo)通壓降，則PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為零，n電力電子變換器UPE的輸出電壓Ud=0，達到限制電流的目的。 圖2-43 無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（IdIdcr）n轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)(2-99)式中 nmax電動機調(diào)壓時的最高轉(zhuǎn)速； U*nmax相應(yīng)的最高給定電壓。max*maxnUn圖2-44 帶電流截止的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性例題例題帶有電流截止負反饋

5、的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)如圖所示：圖1-24 電流截止負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖例題（續(xù)）例題（續(xù)）已知數(shù)據(jù)有：已知數(shù)據(jù)有： 電動機： 功率放大器： 設(shè)計指標(biāo)：kWPN40VUN300AIN148min/910rnN06. 0aR30sK07. 0recR14D%10s，額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓為 VUn10*堵轉(zhuǎn)電流 ，臨界截止電流 。NdblII2 . 2NdcrII2 . 1例題（續(xù)）例題（續(xù)）(1)寫出系統(tǒng)的靜特性方程式；(2)計算出滿足穩(wěn)態(tài)要求的放大器的放大倍數(shù) ；(3)求出比較電壓和電流反饋系數(shù) ；(4)分析 ， ， 等參數(shù)變化對系統(tǒng)靜特性的影響。pKpKcomU解：(1)

6、由題設(shè)可知系統(tǒng)的靜特性方程式分為兩段：當(dāng) 時，電流負反饋被截止，此時系統(tǒng)的靜特性方程式如下：dcrdII例題（續(xù)）例題（續(xù)）)1()1(*KCIRKCUKKnedensp當(dāng) 時，電流負反饋起作用，則系統(tǒng)的靜特性方程式為dcrdIIdespecomnspedcomdespenspIKCRKKKCUUKKKCIRUIKCKKKCUKKn)1()()1()()1()()1()1(*上式中， 。espCKKK(2-20)例題（續(xù)）例題（續(xù)）(2)rVnRIUCNaNNemin/32. 091006. 0148300rVnUNnmin/011. 091010*開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為:min/1 .6032

7、. 0)07. 006. 0(148)(rCRRInerecaNop例題（續(xù)）例題（續(xù)）系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降為min/2 . 7) 1 . 01 (141 . 0910)1(rsDsnnNN則放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為12. 7011. 03032. 012 . 71 .601seNoppKCnnK例題（續(xù)）例題（續(xù)）(3)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 ，堵轉(zhuǎn)時 ， ，將其帶入式(2-20)可得: dcrcomIU0ndbldII)()(*comnspdblspUUKKIRKK一般 ，因此RKKspcomndblUUI*于是有*)(ndcrdblUII所以AVIUIIUNndcrdbln/06757. 0114810)2 . 12