高級電工培訓(xùn)(交直流傳動系統(tǒng))

1、直流傳動系統(tǒng)直流傳動系統(tǒng)第第 1 部分部分開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖開環(huán)控制系統(tǒng)（開環(huán)控制系統(tǒng)（P162）n開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即無反饋無反饋控制的直流調(diào)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。速系統(tǒng)。n調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)控制電壓控制電壓Uc就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。速。n晶閘管整流器和晶閘管整流器和PWM變換器都是可控變換器都是可控的直流電源，用的直流電源，用UPE來統(tǒng)一表示可控直來統(tǒng)一表示可控直流電源。流電源。 開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)機(jī)械特性機(jī)械特性 n開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下：電力電子變換器電力電子變換器直流電動機(jī)直流電動機(jī) n

2、開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為 csdUKU0ed0dCRIUnedecsed0dCRICUKCRIUn開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng) 根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正自動產(chǎn)生糾正偏差偏差的作用。的作用。 調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載負(fù)載引起的引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速將使調(diào)

3、速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。 閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）（P163）n在負(fù)反饋基礎(chǔ)上的在負(fù)反饋基礎(chǔ)上的“檢測誤差，用以糾正檢測誤差，用以糾正誤差誤差”這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反饋的傳遞途徑構(gòu)成一個閉合的環(huán)路，因此饋的傳遞途徑構(gòu)成一個閉合的環(huán)路，因此被稱作被稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)。n在直流調(diào)速系統(tǒng)中，被調(diào)節(jié)量是在直流調(diào)速系統(tǒng)中，被調(diào)節(jié)量是轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速，所，所構(gòu)成的是構(gòu)成的是轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）n 系統(tǒng)組成系統(tǒng)

4、組成采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+-+UnUn U*nUcUPE+-MTGIdUnUdUcUnntg閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）n 調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)原理 在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動機(jī)同軸安裝一臺測速發(fā)電機(jī)電動機(jī)同軸安裝一臺測速發(fā)電機(jī) TG ，從，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un ，與給定電壓，與給定電壓 U* *n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏

5、差電壓偏差電壓 Un ，經(jīng)過放大器，經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力，產(chǎn)生電力電子變換器電子變換器UPE的控制電壓的控制電壓Uc ，用以控制，用以控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n。閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）n UPE的組成的組成 圖中，圖中，UPE是由電力電子器件組成的變是由電力電子器件組成的變換器，其輸入接三組（或單相）交流電源，換器，其輸入接三組（或單相）交流電源，輸出為可控的直流電壓，控制電壓為輸出為可控的直流電壓，控制電壓為Uc 。UcUd0uACDCUd0Uc閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）n UPE的組成（續(xù)）的組成（續(xù)） 目前，目前，組成

6、組成UPE的電力電子器件有如的電力電子器件有如下幾種選擇方案：下幾種選擇方案：n對于對于中、小容量中、小容量系統(tǒng)，多采用由系統(tǒng)，多采用由IGBT或或P-MOSFET組成的組成的PWM變換器；變換器；n對于對于較大容量較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如子開關(guān)器件，如GTO、IGCT等；等；n對于對于特大容量特大容量的系統(tǒng)，則常用的系統(tǒng)，則常用晶閘管晶閘管觸發(fā)觸發(fā)與整流裝置。與整流裝置。閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)） 引引 言言 直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)宜于在大范圍內(nèi)平滑平滑調(diào)速

7、，在許多需要調(diào)速，在許多需要調(diào)速調(diào)速和快速正反向和快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。 由于直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐由于直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，為了又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，為了保持由淺入深的教學(xué)順序，應(yīng)該首先很好地保持由淺入深的教學(xué)順序，應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動控制系統(tǒng)。掌握直流拖動控制系統(tǒng)。根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速方程根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速方程 eKIRUn 直流調(diào)速方法（直流調(diào)速方法（P168）nUIRKe式中式中 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（r

8、/min）；）； 電樞電壓（電樞電壓（V）；）； 電樞電流（電樞電流（A）；）； 電樞回路總電阻（電樞回路總電阻（ ）； 勵磁磁通（勵磁磁通（Wb）；）； 由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)。由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)。 由上式可以看出，有三種方法調(diào)節(jié)電由上式可以看出，有三種方法調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：動機(jī)的轉(zhuǎn)速： （1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U； （2）減弱勵磁磁通）減弱勵磁磁通 ； （3）改變電樞回路總電阻）改變電樞回路總電阻 R。 直流調(diào)速方法直流調(diào)速方法（1）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速工作條件：工作條件： 保持保持勵磁額定勵磁額定 = N ； 保持電阻保持電阻 R = Ra調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)過程：

9、 改變電壓改變電壓 UN U ； U n ， n0 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線平行下移線平行下移。nn0OIILUNU 1U 2U 3nNn1n2n3調(diào)壓調(diào)速特性曲線調(diào)壓調(diào)速特性曲線（2）調(diào)阻調(diào)速）調(diào)阻調(diào)速工作條件：工作條件： 保持保持勵磁額定勵磁額定 = N ； 保持電壓額定保持電壓額定 U =UN ；調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)過程： 增加電阻增加電阻 Ra R ； R n ，n0不變不變；調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線變軟線變軟。nn0OIILR aR 1R 2R 3nNn1n2n3調(diào)阻調(diào)速特性曲線調(diào)阻調(diào)速特性曲線（3）調(diào)磁調(diào)速）

10、調(diào)磁調(diào)速工作條件：工作條件： 保持電壓額定保持電壓額定 U =UN ； 保持電阻保持電阻 R = R a ；調(diào)節(jié)過程：調(diào)節(jié)過程： 減小減小勵磁勵磁 N ； n ， n0 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線變軟線變軟。nn0OTeTL N 1 2 3nNn1n2n3調(diào)磁調(diào)速特性曲線調(diào)磁調(diào)速特性曲線 三種調(diào)速方法的性能與比較三種調(diào)速方法的性能與比較 對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式的方式為最好。改變電阻只能有級調(diào)速；減弱磁為最好。改變電阻只能有級調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑

11、調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。 因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以以調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速為主。為主。常用的可控直流電源有以下三種：常用的可控直流電源有以下三種：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組用交流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組用交流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。靜止式可控整流器靜止式可控整流器用靜止式的可控整流器，用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。以獲得可調(diào)

12、的直流電壓。直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器用恒定直流電用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（G-M系統(tǒng)）系統(tǒng)） 直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源 G-M系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 由原動機(jī)（柴油機(jī)、交流異步或同步電動機(jī)）由原動機(jī)（柴油機(jī)、交流異步或同步電動機(jī)）拖動直流發(fā)

13、電機(jī)拖動直流發(fā)電機(jī) G 實(shí)現(xiàn)變流，由實(shí)現(xiàn)變流，由 G 給需要調(diào)給需要調(diào)速的直流電動機(jī)速的直流電動機(jī) M 供電，調(diào)節(jié)供電，調(diào)節(jié)G 的勵磁電流的勵磁電流 if 即可改變其輸出電壓即可改變其輸出電壓 U，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速速 n 。 這樣的調(diào)速系統(tǒng)簡稱這樣的調(diào)速系統(tǒng)簡稱G-M系統(tǒng)。系統(tǒng)。直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源 G-M系統(tǒng)特性系統(tǒng)特性n第第I象限象限第第IV象限象限OTeTL-TLn0n1n2第第II象限象限第第III象限象限G-M系統(tǒng)機(jī)械特性系統(tǒng)機(jī)械特性直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源 G-M系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)直流調(diào)速系統(tǒng)

14、用的可控直流電源直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備多，體積大，費(fèi)用高，效率設(shè)備多，體積大，費(fèi)用高，效率低，安裝需打地基，運(yùn)行有噪低，安裝需打地基，運(yùn)行有噪聲，維護(hù)不方便。聲，維護(hù)不方便。晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）系統(tǒng)） V-M系統(tǒng)系統(tǒng) V-M系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 晶閘管晶閘管-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)），系統(tǒng)），圖中圖中VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置裝置 GT 的控制電壓的控制電壓 Uc 來移動觸發(fā)脈沖的來移動觸

15、發(fā)脈沖的相相位位，即可改變，即可改變整流電壓整流電壓Ud ，從而實(shí)現(xiàn)平滑，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)調(diào)速速。V-M系統(tǒng)系統(tǒng) V-M系統(tǒng)的特點(diǎn)（與系統(tǒng)的特點(diǎn)（與G-M系統(tǒng)相比較）系統(tǒng)相比較）v晶閘管整流裝置不僅在晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都有很上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性。晶閘管可控整流器的功率放大倍數(shù)在性。晶閘管可控整流器的功率放大倍數(shù)在10 4 以以上，其門極電流可以直接用晶體管來控制，不再上，其門極電流可以直接用晶體管來控制，不再像直流發(fā)電機(jī)那樣需要較大功率的放大器。像直流發(fā)電機(jī)那樣需要較大功率的放大器。v在控制

16、作用的在控制作用的快速性快速性上上，變流機(jī)組是秒級，而晶，變流機(jī)組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。性能。v運(yùn)行損耗小，效率高。運(yùn)行損耗小，效率高。V-M系統(tǒng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)（轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)（P172） 任何一臺需要控制轉(zhuǎn)速的設(shè)備，其生任何一臺需要控制轉(zhuǎn)速的設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對調(diào)速性能都有一定的要求。產(chǎn)工藝對調(diào)速性能都有一定的要求。 歸納起來，對于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制歸納起來，對于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制要求有以下三個方面：要求有以下三個方面：1. 控制要求控制要求（1）調(diào)速調(diào)速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最

17、低轉(zhuǎn)速范圍在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分檔地（內(nèi)，分檔地（有級有級）或）或 平滑地（平滑地（無級無級）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；速；（2）穩(wěn)速穩(wěn)速以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動，以行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動，以確保產(chǎn)品質(zhì)量；確保產(chǎn)品質(zhì)量；（3）加、減速加、減速頻繁起、制動的設(shè)備要求加、頻繁起、制動的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起、制動盡量平穩(wěn)。變化的機(jī)械則要求起、制動盡量平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性

18、能指標(biāo)2. 調(diào)速指標(biāo)調(diào)速指標(biāo)調(diào)速范圍：調(diào)速范圍： 生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母 D 表示，即表示，即minmaxnnD 其中其中nmin 和和nmax 一般都指電機(jī)額定負(fù)載時的最低一般都指電機(jī)額定負(fù)載時的最低和最高轉(zhuǎn)速，對于少數(shù)負(fù)載很輕的機(jī)械，例如精和最高轉(zhuǎn)速，對于少數(shù)負(fù)載很輕的機(jī)械，例如精密磨床，也可用實(shí)際負(fù)載時的轉(zhuǎn)速。密磨床，也可用實(shí)際負(fù)載時的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo) 靜差率：靜差率：當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，負(fù)載由理當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時

19、，負(fù)載由理想空載增加到額定值時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落想空載增加到額定值時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 nN ，與理想空載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作之比，稱作靜差率靜差率 s ，即，即0Nnns式中 nN = n0 - nN 靜差率用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定靜差率用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。機(jī)械特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度度的。機(jī)械特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度越高。越高。轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)0TeNTen0an0bab nNa nNb nO3. 靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別 靜差率和機(jī)械靜差率和機(jī)

20、械特性硬度又是有區(qū)特性硬度又是有區(qū)別的。一般調(diào)壓調(diào)別的。一般調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是互下的機(jī)械特性是互相平行的相平行的 。對于同對于同樣硬度的特性，理樣硬度的特性，理想空載轉(zhuǎn)速越低時，想空載轉(zhuǎn)速越低時，靜差率越大，轉(zhuǎn)速靜差率越大，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定度也就的相對穩(wěn)定度也就越差。越差。顯然顯然bass 轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)例如：例如：在在1000r/min時降落時降落10r/min，只占，只占1%；在；在100r/min時同樣降落時同樣降落10r/min，就占，就占10%； 如果在只有如果在只有10r/min時，再降落時，再降落1

21、0r/min，就占，就占100%，這時電動機(jī)已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速全部降，這時電動機(jī)已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速全部降落完了。落完了。 因此，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是因此，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是彼此彼此孤立孤立的，必須同時提才有意義。的，必須同時提才有意義。調(diào)速系統(tǒng)的靜差率調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。指標(biāo)應(yīng)以最低速時所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。3.靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別（續(xù)）靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別（續(xù)）轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)4. 調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系 設(shè)：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速設(shè)：電

22、機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN為最高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速降落為為最高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速降落為 nN，則按照上面分析的結(jié)果，該系統(tǒng)的靜差率應(yīng)該是則按照上面分析的結(jié)果，該系統(tǒng)的靜差率應(yīng)該是最低速時的靜差率，即最低速時的靜差率，即NminNmin0Nnnnnns于是，最低轉(zhuǎn)速為于是，最低轉(zhuǎn)速為 snsnsnnNNNmin)1 (轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)而調(diào)速范圍為而調(diào)速范圍為 minNminmaxnnnnD將上面的式代入將上面的式代入 nmin，得，得 )1 (NNsnsnD 對于同一個調(diào)速系統(tǒng)，對于同一個調(diào)速系統(tǒng)， nN 值一定，如果對值一定，如果對靜差率要求越嚴(yán)，即要求靜差率要求越嚴(yán)，即要

23、求 s 值越小時，系統(tǒng)能夠值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍也越小。允許的調(diào)速范圍也越小。轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)結(jié)論結(jié)論1： 一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)例 題例 題 某 直 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 電 動 機(jī) 額 定 轉(zhuǎn) 速某 直 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 電 動 機(jī) 額 定 轉(zhuǎn) 速為為 ，額定速降，額定速降 nN = 115r/min，當(dāng)要求靜差率當(dāng)要求靜差率30%時，允許多大的調(diào)速

24、范圍？時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率如果要求靜差率20%，則調(diào)速范圍是多少？，則調(diào)速范圍是多少？ 如果希望調(diào)速范圍達(dá)到如果希望調(diào)速范圍達(dá)到10，所能滿足的靜差率，所能滿足的靜差率是多少？是多少？min/1430rnN轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)解解 要求要求30%時，調(diào)速范圍為時，調(diào)速范圍為 若要求若要求20%，則調(diào)速范圍只有，則調(diào)速范圍只有若調(diào)速范圍達(dá)到若調(diào)速范圍達(dá)到10，則靜差率只能是，則靜差率只能是3 . 5) 3 . 01 (1153 . 01430)1 (NNsnsnD1 . 3)2 . 01 (1152 . 01430D%6 .44446

25、. 011510143011510NNNnDnnDs轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)（P174） 自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)包括：自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)包括：n跟隨性能指標(biāo)跟隨性能指標(biāo)n抗擾性能指標(biāo)抗擾性能指標(biāo) 1、跟隨性能指標(biāo)、跟隨性能指標(biāo)n以輸出量的初始值為零，給定信號階躍變以輸出量的初始值為零，給定信號階躍變化下的過渡過程作為典型的跟隨過程，化下的過渡過程作為典型的跟隨過程，n此跟隨過程的輸出量動態(tài)響應(yīng)稱作階躍響此跟隨過程的輸出量動態(tài)響應(yīng)稱作階躍響應(yīng)。應(yīng)。n常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標(biāo)有常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指

26、標(biāo)有上升時間、上升時間、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間。 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)%100maxCCC上升時間上升時間 峰值時間峰值時間 調(diào)節(jié)時間調(diào)節(jié)時間 超調(diào)量超調(diào)量 1. 跟隨性能指標(biāo)：跟隨性能指標(biāo)： 在給定信號或參考輸入信號的作用下，在給定信號或參考輸入信號的作用下，系統(tǒng)輸出量的變化情況可用跟隨性能指系統(tǒng)輸出量的變化情況可用跟隨性能指標(biāo)來描述。常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標(biāo)來描述。常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標(biāo)有標(biāo)有ntr 上升時間上升時間n 超調(diào)量超調(diào)量nts 調(diào)節(jié)時間調(diào)節(jié)時間控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)2. 抗擾性能指標(biāo)抗擾性能指標(biāo) 抗擾性能指標(biāo)標(biāo)志著控

27、制系統(tǒng)抵抗擾動抗擾性能指標(biāo)標(biāo)志著控制系統(tǒng)抵抗擾動的能力。常用的抗擾性能指標(biāo)有的能力。常用的抗擾性能指標(biāo)有n Cmax 動態(tài)降落動態(tài)降落ntv 恢復(fù)時間恢復(fù)時間 一般來說，調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)以抗擾一般來說，調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)以抗擾性能為主，而隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)則以跟性能為主，而隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)則以跟隨性能為主。隨性能為主?？刂葡到y(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)2抗擾性能指標(biāo)抗擾性能指標(biāo)n當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，突加一個使當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，突加一個使輸出量降低（或上升）的擾動量輸出量降低（或上升）的擾動量F之后，之后，輸出量由降低（或上升）到恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)輸出量由降低（或上升）到恢復(fù)到穩(wěn)

28、態(tài)值的過渡過程就是一個抗擾過程。值的過渡過程就是一個抗擾過程。n常用的抗擾性能指標(biāo)為常用的抗擾性能指標(biāo)為動態(tài)降落和恢復(fù)動態(tài)降落和恢復(fù)時間。時間。 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)突加擾動的動態(tài)突加擾動的動態(tài)過程和抗擾性能指標(biāo)過程和抗擾性能指標(biāo)動態(tài)降落 恢復(fù)時間 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)n 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+-+UnUn U*nUcUPE+-MTGIdUnUdUcUnntg轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)（P176）轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)

29、系如下轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下： 電壓比較環(huán)節(jié)電壓比較環(huán)節(jié) nnnUUU*放大器放大器 npcUKU電力電子變換器電力電子變換器 csdUKU0調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性 eddCRIUn0測速反饋環(huán)節(jié)測速反饋環(huán)節(jié) nUn比例調(diào)節(jié)器的電比例調(diào)節(jié)器的電壓放大系數(shù)壓放大系數(shù)電力電子變換器電力電子變換器的電壓放大系數(shù)的電壓放大系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系 比較一下開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)的靜比較一下開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性，就能清楚地看出反饋閉環(huán)控

30、制的優(yōu)越性。特性，就能清楚地看出反饋閉環(huán)控制的優(yōu)越性。 如果斷開反饋回路，則上述系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特如果斷開反饋回路，則上述系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性為性為 opop0ede*nsped0dnnCRICUKKCRIUn而閉環(huán)時的靜特性可寫成而閉環(huán)時的靜特性可寫成 llnnKCRIKCUKKncc0ede*nsp)1 ()1 (比較兩式不難得出以下的論斷比較兩式不難得出以下的論斷：（1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械）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。特性硬得多。 在同樣的負(fù)載擾動下，兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為在同樣的負(fù)載擾動下，兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為 和和它們的關(guān)系是它們的關(guān)系是Knnl1opcedo

31、pCRIn)1 (edcKCRInln 系統(tǒng)特性比較系統(tǒng)特性比較開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系（2）如果比較同一的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則）如果比較同一的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。 閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)的靜差率分別為閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)的靜差率分別為 和和 當(dāng)當(dāng) n0op =n0cl 時，時，lllnnsc0ccop0opopnnsKssl1opc開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系（3）當(dāng)要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可）當(dāng)要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。以大大提高調(diào)速范圍。 如果電動機(jī)的

32、最高轉(zhuǎn)速都是如果電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速都是nN，而對最低速靜，而對最低速靜差率的要求相同，那么：差率的要求相同，那么： 開環(huán)時，開環(huán)時， 閉環(huán)時，閉環(huán)時，得得 opc)1 (DKDl)1 (opNopsnsnD)1 (cNcsnsnDll開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系（4）要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)）要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置。置電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置。 上述三項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)若要有效，都取決于一點(diǎn)，上述三項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)若要有效，都取決于一點(diǎn)，即即 K 要足夠大，因此必須設(shè)置要足夠大，因此必須設(shè)置電壓放大器電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置和轉(zhuǎn)速檢測裝置

33、。開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系 把以上四點(diǎn)概括起來，可得下述結(jié)論：把以上四點(diǎn)概括起來，可得下述結(jié)論：結(jié)論結(jié)論2： 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)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，為此所率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設(shè)需付出的代價是，須增設(shè)電壓放大器以及電壓放大器以及檢測與反饋裝置檢測與反饋裝置。 開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)系統(tǒng)：開環(huán)系統(tǒng)：Id n 例如：在圖中工作點(diǎn)從例如：在圖中工作點(diǎn)從AA 閉

34、環(huán)系統(tǒng)：閉環(huán)系統(tǒng)：Id n Un U Uc Ud0 n 例如：在圖中工作點(diǎn)從例如：在圖中工作點(diǎn)從A B開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系 由此看來，閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降由此看來，閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的的實(shí)質(zhì)在于它的自動調(diào)節(jié)作用自動調(diào)節(jié)作用，在于它能，在于它能隨著隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降。以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降。開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系開環(huán)機(jī)械特性和閉環(huán)靜特性的關(guān)系1. PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 在模擬電子控在模擬電子控制技術(shù)中，可用制技術(shù)中，可用運(yùn)算放大器來實(shí)運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)PI調(diào)節(jié)器

35、，其調(diào)節(jié)器，其線路如圖所示。線路如圖所示。Uex+C1RbalUinR0+AR1比例積分（比例積分（PI）調(diào)節(jié)器）調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) （P180）i0i12. PI輸入輸出關(guān)系輸入輸出關(guān)系 按照運(yùn)算放大器的輸入輸出關(guān)系，可得按照運(yùn)算放大器的輸入輸出關(guān)系，可得tUUKtUCRURRUd1d1ininpiin10in01ex01piRRK10CR式中式中 PI調(diào)節(jié)器比例部分的放大系數(shù)；調(diào)節(jié)器比例部分的放大系數(shù)； PI調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。 由此可見，由此可見，PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓由比例和積分調(diào)節(jié)器的輸出電壓由比例和積分兩部分相加而

36、成。兩部分相加而成。轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 3. PI調(diào)節(jié)器輸出時間特性調(diào)節(jié)器輸出時間特性 UexUinUexmtUinUexOKpUinPI調(diào)節(jié)器輸出特性曲線調(diào)節(jié)器輸出特性曲線OtOt UcUcUn121+2b) PI調(diào)節(jié)器輸出動態(tài)過程調(diào)節(jié)器輸出動態(tài)過程 n在在t=0時就有時就有Uex(t)=KpUin，實(shí)現(xiàn)了快，實(shí)現(xiàn)了快速控制；速控制；n隨后隨后Uex(t)按積分規(guī)律增按積分規(guī)律增長，長， n在在t=t1時，時，Uin=0， ininpexUtUKtU)(in1exUtU轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) n在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，采在閉環(huán)

37、調(diào)速系統(tǒng)中，采用用PI調(diào)節(jié)器輸出部分調(diào)節(jié)器輸出部分Uc由兩部分組成：由兩部分組成：n比例部分比例部分和和Un成正成正比，比，n積分部分積分部分表示了從表示了從t=0到此時刻對到此時刻對Un(t)的積的積分值，分值，nUc是這兩部分之和。是這兩部分之和。4. 一般輸入情況一般輸入情況轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 5.分析結(jié)果分析結(jié)果 由此可見，比例積分控制綜合了比例由此可見，比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn)，揚(yáng)長避短，互相補(bǔ)充。比了各自的缺點(diǎn)，揚(yáng)長避短，互相補(bǔ)充。比例部分能迅速響應(yīng)控制作用，積分

38、部分則例部分能迅速響應(yīng)控制作用，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 問題的提出：問題的提出：n起動的沖擊電流起動的沖擊電流直流電動機(jī)全電壓起動時，直流電動機(jī)全電壓起動時，如果沒有限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，如果沒有限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對電機(jī)換向不利，對過載能力低的電力這不僅對電機(jī)換向不利，對過載能力低的電力電子器件來說，更是不能允許的。電子器件來說，更是不能允許的。n閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定起動的沖擊電流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定起動的沖擊電流采采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突然加上給定電用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

39、突然加上給定電壓時，由于慣性，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來，壓時，由于慣性，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來，反饋電壓仍為零，相當(dāng)于偏差電壓，差不多是反饋電壓仍為零，相當(dāng)于偏差電壓，差不多是其穩(wěn)態(tài)工作值的其穩(wěn)態(tài)工作值的 1+K 倍。倍。 帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng) （P181） 這時，由于放大器和變換器的慣性都很小，這時，由于放大器和變換器的慣性都很小，電樞電壓一下子就達(dá)到它的最高值，對電動機(jī)電樞電壓一下子就達(dá)到它的最高值，對電動機(jī)來說，相當(dāng)于全壓起動，當(dāng)然是不允許的。來說，相當(dāng)于全壓起動，當(dāng)然是不允許的。n堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)電流有些生產(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)可能會遇有些生產(chǎn)機(jī)械的電動機(jī)可能

40、會遇到堵轉(zhuǎn)的情況。例如，由于故障，到堵轉(zhuǎn)的情況。例如，由于故障，機(jī)械軸被卡機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時碰到堅硬的石塊住，或挖土機(jī)運(yùn)行時碰到堅硬的石塊等等。由等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若無限流環(huán)節(jié)，硬于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若無限流環(huán)節(jié)，硬干下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許值。如果只依靠干下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許值。如果只依靠過流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過載就跳閘，也過流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過載就跳閘，也會給正常工作帶來不便。會給正常工作帶來不便。帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng) 解決辦法：解決辦法：n電樞串電阻電樞串電阻起動；起動；n引入電流引入電流截止負(fù)反饋；截止負(fù)

41、反饋；n加積分給定環(huán)節(jié)。加積分給定環(huán)節(jié)。 本節(jié)主要討論本節(jié)主要討論如何采用如何采用電流電流截止負(fù)反饋截止負(fù)反饋來限制起動電流。來限制起動電流。帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)n 電流截止負(fù)反饋電流截止負(fù)反饋 考慮到，限流作用只需在考慮到，限流作用只需在起動和堵轉(zhuǎn)起動和堵轉(zhuǎn)時起作用，正常運(yùn)行時應(yīng)讓電流自由地隨時起作用，正常運(yùn)行時應(yīng)讓電流自由地隨著負(fù)載增減。著負(fù)載增減。 如果采用某種方法，當(dāng)電流大到一定如果采用某種方法，當(dāng)電流大到一定程度時才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而程度時才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)電流正常時僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用

42、控制轉(zhuǎn)速。這種方法叫做速。這種方法叫做電流截止負(fù)反饋電流截止負(fù)反饋，簡稱，簡稱截流反饋截流反饋。帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)1. 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)a）利用獨(dú)立直流電源作比較電壓）利用獨(dú)立直流電源作比較電壓M+- UdId RsVDUi Ucom接放大器Mb) 利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓 UbrM+- UdId RsVSTUi接放大器M帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)2.輸入輸出特性輸入輸出特性電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性的輸入輸出特性n當(dāng)

43、輸入信號當(dāng)輸入信號IdRs-Ucom0時，輸出時，輸出Ui=IdRs-Ucomn當(dāng)當(dāng)IdRs-Ucom 0時，時，輸出輸出Ui=0。 帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)IdblIdcrn0IdOn0AB帶電流截止負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性帶電流截止負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 nCB段段 :電流負(fù)反饋被截止電流負(fù)反饋被截止 nAB段段 :電流負(fù)反饋起作用電流負(fù)反饋起作用 C帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) +-+-M TG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcVT VSUiTALIdR1C1UnUd-

44、+MTG帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng) 上圖是上圖是一個無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)例，采一個無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)例，采用比例積分調(diào)節(jié)器以實(shí)現(xiàn)無靜差，采用電流截止用比例積分調(diào)節(jié)器以實(shí)現(xiàn)無靜差，采用電流截止負(fù)反饋來限制動態(tài)過程的沖擊電流。負(fù)反饋來限制動態(tài)過程的沖擊電流。TA為檢測為檢測電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號。電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號。當(dāng)電流超過截止電流時，高于穩(wěn)壓管當(dāng)電流超過截止電流時，高于穩(wěn)壓管VS的擊穿電的擊穿電壓，使晶體三極管壓，使晶體三極管VT導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則PI調(diào)節(jié)器的輸出調(diào)節(jié)器的輸出電壓接近于零，電力電子變換器電壓接近于

45、零，電力電子變換器UPE的輸出電壓的輸出電壓急劇下降，達(dá)到限制電流的目的。急劇下降，達(dá)到限制電流的目的。帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) （P183）n被調(diào)量的負(fù)反饋是閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本被調(diào)量的負(fù)反饋是閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本反饋形式，對調(diào)速系統(tǒng)來說，就是要用反饋形式，對調(diào)速系統(tǒng)來說，就是要用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。然而，安裝轉(zhuǎn)速檢測裝置轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。然而，安裝轉(zhuǎn)速檢測裝置將會帶來成本和維護(hù)的麻煩。對于調(diào)速將會帶來成本和維護(hù)的麻煩。對于調(diào)速指標(biāo)要求不高的系統(tǒng)，可以采用電動機(jī)指標(biāo)要求不高的系統(tǒng)，可以采用電動機(jī)端電壓反饋來替代測速裝置，構(gòu)成電壓端

46、電壓反饋來替代測速裝置，構(gòu)成電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。n在電動機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時，電樞電阻壓在電動機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時，電樞電阻壓降比電樞端電壓要小的多，因此可以認(rèn)降比電樞端電壓要小的多，因此可以認(rèn)為，直流電動機(jī)的反電勢與端電壓近似為，直流電動機(jī)的反電勢與端電壓近似相等，也就是，電機(jī)轉(zhuǎn)速近似與端電壓相等，也就是，電機(jī)轉(zhuǎn)速近似與端電壓成正比。成正比。n采用電壓檢測元件檢測直流電動機(jī)的端采用電壓檢測元件檢測直流電動機(jī)的端電壓，以此來替代轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，從而形電壓，以此來替代轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，從而形成電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。成電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 電

47、壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)原理圖電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)原理圖電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律（電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律（P184）n 采用電壓負(fù)反饋的調(diào)速系統(tǒng)雖然可以省采用電壓負(fù)反饋的調(diào)速系統(tǒng)雖然可以省去一臺測速發(fā)電機(jī)，但是由于它不能彌去一臺測速發(fā)電機(jī)，但是由于它不能彌補(bǔ)電樞壓降所造成的轉(zhuǎn)速降落，調(diào)速性補(bǔ)電樞壓降所造成的轉(zhuǎn)速降落，調(diào)速性能不如轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)。采用電流正反能不如轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)。采用電流正反饋進(jìn)行補(bǔ)償，提高電壓負(fù)反饋系統(tǒng)的性饋進(jìn)行補(bǔ)償，提高電壓負(fù)反饋系統(tǒng)的性能是一個可行的方法，可以減少系統(tǒng)的能是一個可行的方法，可以減少系統(tǒng)的靜差。靜差。帶電壓負(fù)反饋和電流正反

48、饋的調(diào)速系統(tǒng)原理圖帶電壓負(fù)反饋和電流正反饋的調(diào)速系統(tǒng)原理圖電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律電流正反饋和補(bǔ)償控制規(guī)律3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（P190）n問題的提出問題的提出 第第2章中表明，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和章中表明，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)正常啟動和轉(zhuǎn)速系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)正常啟動和轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如：要求較高，例如：要求快速起制動，突要求快速起制動，突加負(fù)載動態(tài)速降小加負(fù)載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿

49、足需要。難以滿足需要。1. 主要原因主要原因 是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制地控制電流和轉(zhuǎn)矩電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。的動態(tài)過程。 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值能在超過臨界電流值 Idcr 以后，靠強(qiáng)烈的以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。想地控制電流的動態(tài)波形。3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2. 性能比較性能比較n帶電流截止負(fù)反饋的單帶電流截

50、止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程如圖過程如圖 所示，起動所示，起動電流達(dá)到最大值電流達(dá)到最大值 Idm 后，受電流負(fù)反饋的作后，受電流負(fù)反饋的作用降低下來，電機(jī)的電用降低下來，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，加磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，加速過程延長。速過程延長。 IdLntIdOIdmIdcr帶電流截止負(fù)反饋帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)n理想起動過程波形如理想起動過程波形如圖，這時，起動電流圖，這時，起動電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速

51、系統(tǒng)所能獲得時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動過程。的最快的起動過程。IdLntIdOIdm理想的快速起動過程理想的快速起動過程3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2. 性能比較性能比較n對于經(jīng)常對于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的調(diào)速系統(tǒng)，縮短起、運(yùn)行的調(diào)速系統(tǒng)，縮短起、制動過程的時間是提高生產(chǎn)率的重要因素。制動過程的時間是提高生產(chǎn)率的重要因素。n在起動（或制動）過渡過程中，希望始終保持在起動（或制動）過渡過程中，希望始終保持電流（電磁轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使調(diào)速系電流（電磁轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使調(diào)速系統(tǒng)以最大的加（減）速度運(yùn)行。統(tǒng)以最大的加（減）速度運(yùn)行。n當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時，最好使電流立即

52、降下來，當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時，最好使電流立即降下來，使電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡，從而迅速轉(zhuǎn)入使電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡，從而迅速轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動電流呈矩形波，起動電流呈矩形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速系統(tǒng)所受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動能獲得的最快的起動（制動）過程。（制動）過程。 圖圖3-1 時間最優(yōu)的理想過渡過程時間最優(yōu)的理想過渡過程3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3. 解決思路解決思路 為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動，關(guān)為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動，關(guān)鍵

53、是鍵是要獲得一段使電流保持為最大值要獲得一段使電流保持為最大值Idm的的恒流過程。恒流過程。 按照反饋控制規(guī)律，按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的采用某個物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。過程。3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 現(xiàn)在的問題是，我們希望能實(shí)現(xiàn)控制：現(xiàn)在的問題是，我們希望能實(shí)現(xiàn)控制：n起動過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速起動過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；負(fù)反饋；n穩(wěn)態(tài)時，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)穩(wěn)態(tài)時，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。反饋。

54、怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋，又使它們只能分別在不同的階種負(fù)反饋，又使它們只能分別在不同的階段里起作用呢？段里起作用呢？3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入，即分別引入轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。轉(zhuǎn)速信號是。轉(zhuǎn)速信號是主控主控信號，電流信號是根據(jù)轉(zhuǎn)速的誤差進(jìn)行信號，

55、電流信號是根據(jù)轉(zhuǎn)速的誤差進(jìn)行控制的信號，二者之間實(shí)行控制的信號，二者之間實(shí)行嵌套嵌套（或稱（或稱串級）聯(lián)接如下圖所示。串級）聯(lián)接如下圖所示。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UctTAVM+-UdIdUPEL-MTG+圖圖3-2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器 TG測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)TA電流互感器電流互感器 UPE電力電子變換器電力電子變換器內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)外外 環(huán)環(huán)3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 圖圖3-2中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)

56、作電中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。 這就形成了這就形成了轉(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)速系統(tǒng)。3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu) 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 P I 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器，這

57、樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸理圖示于下圖。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖原理圖 +-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd+-R0R0RnCnASR

58、ACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成n兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋；引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋；n電流內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)電流內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，二者嵌套連接；作電流調(diào)節(jié)器的輸入，二者嵌套連接；n調(diào)節(jié)器均采用調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器；調(diào)節(jié)器；n調(diào)節(jié)器均設(shè)成帶限幅的；調(diào)節(jié)器均設(shè)成帶限幅的；n穩(wěn)態(tài)時穩(wěn)態(tài)時Ui0（電流無靜差），（電流無靜差）， Un0（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速無靜差）。速無靜差）。3.1.1

59、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓的輸出限幅電壓U*im決決定了電流給定電壓的最大值；定了電流給定電壓的最大值；n電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓的輸出限幅電壓U*cm限限制了電力電子變換器的最大輸出電壓制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成限幅電路限幅電路二極管鉗位的外限幅電路二極管鉗位的外限幅電路C1R1R0RlimVD1VD23.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路

60、穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路R1C1VS1VS2R0Rlim3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成電流檢測電路電流檢測電路電流檢測電路電流檢測電路 TA電流互感器電流互感器TA3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成各種各樣的電流互感器各種各樣的電流互感器圖圖3-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù); 電流反饋系數(shù)電流反饋系數(shù) Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R