單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

第十七單元晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)第二節(jié)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的原理如圖17-40所示。轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR觸發(fā)器CF、晶閘管變流器U、測速發(fā)電機TG等組成。圖17-40轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速垂統(tǒng)原理圖直流測速發(fā)電機輸由電壓與電動機轉(zhuǎn)速成正比。經(jīng)分壓器分壓取由與轉(zhuǎn)速n成正比的轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn。轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn與Ufn比較，其偏差電壓AU=Ugn-Ufn送轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入端。TOC\o"1-5"\h\zASR輸由電壓作為觸發(fā)器移相控制電壓Uc,從而控制晶閘管變流器輸由電壓Udo本閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只有一個轉(zhuǎn)速反饋環(huán)，故稱為單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。1?轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)工作原理及其靜特性設(shè)系統(tǒng)在負載Tl時，電動機以給定轉(zhuǎn)速n1穩(wěn)定運行，此時電樞電流為Id1,對應(yīng)轉(zhuǎn)速反饋電壓為Ufn1,晶閘管變流器輸由電壓為Udlo-—匚(&R)RdR,——IdCe*CeCe當電動機負載Tl增加時，電樞電流Id也增加，電樞回路壓降增加，電動機轉(zhuǎn)速下降，則Ufn也相應(yīng)下降，而轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn不變，AU=Ugn-Ufn增加。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸由電壓Uc增力口，使控制角a減小，晶閘管整流裝置輸出電壓Ud增加，于是電動機轉(zhuǎn)速便相應(yīng)自動回升，其調(diào)節(jié)過程可簡述為：TlatIdId(R刀+Rd)f~njfUfnUcf~aUdf~nf。圖17-41所示為閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機械特性的關(guān)系?！鰁ll圖17—41閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機械特性的關(guān)系圖中①②③④曲線是不同Ud之下的開環(huán)機械特性。假設(shè)當負載電流為Id1時，電動機運行在曲線①機械特性的A點上。當負載電流增加為Id2時，在開環(huán)系統(tǒng)中由于Ugn不變，晶閘管變流器輸由電壓Ud也不會變，但由于電樞電流Id增加，電樞回路壓降增加，電動機轉(zhuǎn)速將由A點沿著曲線①機械特性下降至B'點，轉(zhuǎn)速只能相應(yīng)下降。但在閉環(huán)系統(tǒng)中有轉(zhuǎn)速反饋裝置，轉(zhuǎn)速稍有降落，轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn就相應(yīng)減小，使偏差電壓△U增加，通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR自動調(diào)節(jié)，提高晶閘管變流器的輸出電壓UdO由UdO1變?yōu)閁d02,使系統(tǒng)工作在隨線②機械特性上，使電動機轉(zhuǎn)速有所回升，最后穩(wěn)定在曲線②機械特性的B點上。同理隨著負載電流增加為Id3,Id4,經(jīng)過轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)作用，相應(yīng)工作在曲線③④機械特性上，穩(wěn)定在曲線③④機械特性的C,D點上。將A,B,C,D點連接起來的ABCD直線就是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。由圖可見，靜特性的硬度比開環(huán)機械特性硬，轉(zhuǎn)速降^n要小。閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機械特性雖然都表示電動機的轉(zhuǎn)速-電流（或轉(zhuǎn)矩）關(guān)系，但兩者是不同的，閉環(huán)靜特性是表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速與電流（或轉(zhuǎn)矩）的靜態(tài)關(guān)系，它只是閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用的結(jié)果，是在每條機械特性上取一個相應(yīng)的工作點，只能表示靜態(tài)關(guān)系，不能反映動態(tài)過程。當負載突然增加時，如圖所示由Idl突增到Id2時，轉(zhuǎn)速n先從A點沿著①曲線開環(huán)機械特性下降，然后隨著UdO1升高為Ud02,轉(zhuǎn)速n再回升到B點穩(wěn)定運行，整個動態(tài)過程不是沿著靜特性AB直線變化的。?轉(zhuǎn)速負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性分析對調(diào)速系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)速給定電壓不變時，除了上面分析負載變化所引起的電動機轉(zhuǎn)速變化外，還有其他許多擾動會引起電動機轉(zhuǎn)速的變化，例如交流電源電壓的變化、電動機勵磁電流的變化等，所有這些擾動和負載變化一樣都會影響到轉(zhuǎn)速變化。對于轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)來說，可以被轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測出來，再通過閉環(huán)反饋控制減小它們對轉(zhuǎn)速的影響。也就是說在閉環(huán)系統(tǒng)中，對包圍在系統(tǒng)前向通道中的各種擾動（如負載變化、交流電壓波動、電動機勵磁電流的變化等）對被調(diào)量（如轉(zhuǎn)速）的影響都有強烈的抑制作用。但是對于轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn的波動和測速發(fā)電機的勵磁變化引起的轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn變化，閉環(huán)系統(tǒng)對這種給定量和檢測裝置的擾動將無能為力。為了使系統(tǒng)有較高的調(diào)速精度，必須提高轉(zhuǎn)速給定電源和轉(zhuǎn)速檢測裝置的精度。

當轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR采用比例調(diào)節(jié)器時，則在圖當轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR采用比例調(diào)節(jié)器時，則該系統(tǒng)對于給定量Ugn來說，是有靜差調(diào)速系統(tǒng)。這種調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，反饋量與給定量不相等，存在偏差4U,AU=Ugn-Ufn。因為這種調(diào)速系統(tǒng)是依靠偏差^U八0為前提工作的，是通過偏差的變化而不U=0,則轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(比例調(diào)節(jié)Ud0=0,電動機也將不可能運行，的變化而不U=0,則轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(比例調(diào)節(jié)Ud0=0,電動機也將不可能運行，能消除偏差，即偏差公U始終存在，不能為零。假如偏差△器)ASR的輸出電壓Uc=KpAU=0,晶閘管變流器輸出電壓系統(tǒng)無法正常運行為了分析方便，假定系統(tǒng)中所有環(huán)節(jié)都是工作在線性范圍內(nèi)，也就是說各環(huán)節(jié)(如調(diào)節(jié)放大器、觸發(fā)器及晶閘管變流器、測速發(fā)電機等)的輸入輸出關(guān)系都是線性的，弁且假定晶閘管-電動機系統(tǒng)的電動機全部工作在電流連續(xù)段，即它的開環(huán)機械特性全是連續(xù)段。對于圖17-40所示的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)來說，各環(huán)節(jié)的靜態(tài)(穩(wěn)態(tài))方程式如下:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例放大器：」?。喊恕甘街蠯p——放大器的電壓放大倍數(shù)。觸發(fā)器和晶閘管變流器：式中Ud0——晶閘管變流器的空載輸由電壓；uc觸發(fā)器的移相控制電壓(即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸由電壓)；Ku——晶閘管變流器的電壓放大倍數(shù)。nSO-1辰晶閘管一電動機系統(tǒng)："一測速發(fā)電機：1L」式中Kfn——測速發(fā)電機的反饋系數(shù)。從上述四個關(guān)系式中消去中間變量弁整理后，即可求得轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程為：妙恐『A十K)G①+皿式中K閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)，K=KpKuKfn/(Ce$);n0b閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速；△nb--閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降。.開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的比較在圖17-40所示的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當斷開轉(zhuǎn)速反饋回路時，系統(tǒng)即為開環(huán)系統(tǒng)，其機械特性為：?KgCQR康會—=MOk-A?7k式中n0k——開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速；、△nk---開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降。由以上分析可知，開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)相比較有以下幾方面的特點：在轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn相同時，開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速n0K為閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速n0b的(1+K)倍。這是由于閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn抵消大部分的轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn,使加在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)放大器ASR俞入端的電壓(U=Ugn-Ufn)很小的緣故。閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬，在相同負載電流條件下，閉環(huán)系統(tǒng)的

靜態(tài)轉(zhuǎn)速降A(chǔ)nb僅為開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)轉(zhuǎn)速降A(chǔ)nk的1/（1+K）倍。（3）當閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速nOb和開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速nOk相同時，此時閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率Sb（Sb也）僅為開環(huán)系統(tǒng)的靜差率Sk（Sk業(yè)）的1/（1+K）n0bn0k倍，系統(tǒng)閉環(huán)后靜差率可顯著減小。（4）當系統(tǒng)靜差率S要求一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可大大提高調(diào)速范圍Do開環(huán)系統(tǒng)：6=品銅閉環(huán)系統(tǒng),加辟可當開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)電動機的最高轉(zhuǎn)速都為ne,而最低靜差率的要求相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達開環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍的（1+K）倍。（5）閉環(huán)系統(tǒng)中，一方面轉(zhuǎn)速緊緊跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓變化，另一方面對包圍在閉環(huán)系統(tǒng)前向通道中各種擾動（如負載變化、交流電壓波動、電動機勵磁電流變化等）的影響有強烈的抑制作用。4?轉(zhuǎn)速負反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)如前所述，當轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器時，系統(tǒng)是依靠偏差為前提而工作的，這是有靜差的調(diào)速系統(tǒng)。當轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用積分調(diào)節(jié)器或比例積分調(diào)節(jié)器時，由于積分調(diào)節(jié)器或比例積分調(diào)節(jié)器具有積分控制作用，不僅能依靠△U本身，還能依靠偏差A(yù)U的積累進行調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)給定量和反饋量一出現(xiàn)，△U就進行調(diào)節(jié)，以消除偏差直到^U=0但其積分仍存在，有相應(yīng)的輸出（不像比例調(diào)節(jié)器當△U為零時，其輸出也為零），從而使調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時無靜差，這就是無靜差的調(diào)速系統(tǒng)，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用積分調(diào)節(jié)器或比例積分器的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差系統(tǒng)。雖然采用積分調(diào)節(jié)器的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差系統(tǒng)，使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時沒有靜差，但它的動態(tài)響應(yīng)速度很慢。當實際轉(zhuǎn)速n偏離給定轉(zhuǎn)速時，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR（積分調(diào)節(jié)器）的輸人端雖然立即產(chǎn)生偏差信號^U,但是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR積分調(diào)節(jié)器）的輸出電壓Uc不是迅速地緊跟輸入信號的變化而變化，而是隨時間線性增加（或減小），它的動態(tài)響應(yīng)速度很慢。因而實際應(yīng)用中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR很少采用積分調(diào)節(jié)器，都是采用比例積分調(diào)節(jié)器。圖17-42為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR采用比例積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)。由前面分析可知，比例積分調(diào)節(jié)器的輸出由比例和積分兩部分組成。比例部分能迅速反映調(diào)節(jié)作用，而積分部分則能最后消除靜態(tài)偏差。比例積分調(diào)節(jié)器的等效放大倍數(shù)在靜態(tài)與動態(tài)過程中是不同的。當突加輸入電壓Ui的瞬間，電容C相當于短路，等于反饋回路只有Rf/R1比較?。欢诜€(wěn)態(tài)（靜反饋電阻Rf的情況，Rf/R1比較??；而在穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）時，電容相當于開路，調(diào)節(jié)器相當于開路，等效放大倍數(shù)很大，近似等于運算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)（104?108），可以使系統(tǒng)做到基本無靜差。由于系統(tǒng)是

統(tǒng)，系統(tǒng)的靜特性很硬，靜態(tài)轉(zhuǎn)速降△n?0,因而沒有必要進行靜特性計算。F面詳細分析負載變化時系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。穩(wěn)態(tài)時，對應(yīng)于轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn及負載轉(zhuǎn)矩Tli,電動機穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為n1,電動機的電流為Id1。此時轉(zhuǎn)速反饋電壓為Ufnl,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR（比例積分調(diào)節(jié)器）的輸入偏差電壓△U=Ugn1-Ufnl=0,（即Ugnl=Ufnl）,而ASR的輸出電壓Uc由于積分作用保持在Uc1,使晶閘管變流器輸出電壓為Ud1,以維持電動機在轉(zhuǎn)速給定n1下運轉(zhuǎn)。當負載轉(zhuǎn)矩在某一瞬間突然由TL1增加到TL2,負載轉(zhuǎn)矩大于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩而造成電動機轉(zhuǎn)速開始下降，于是轉(zhuǎn)速偏離給定值n1而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速偏差^n,使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入偏差電壓△U=Ugn1-Ufnl>0,于是通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR（比例積分調(diào)節(jié)器）產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用而消除偏差。為了分析方便起見，先分別考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的“比例”與“積分”兩部分的調(diào)節(jié)作用，然后再疊加起來分析總的調(diào)節(jié)過程。首先考慮ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例部分的調(diào)節(jié)作用。當公U>0后，比例部分立即輸出U,相應(yīng)使晶閘管變流器輸出電壓增加△Ud1,△Udl的大小與轉(zhuǎn)速偏差△n成正比，如圖I7-43C所示的曲線①。△n越大，△Ud1也越大，調(diào)節(jié)作用也越強，使轉(zhuǎn)速緩慢下降直到回升，如圖l7-43b所示。隨著n回升，△n逐漸減小，△Ud1也逐漸減小。當轉(zhuǎn)速回升至n1時，△n=0,Ufn仁Ugn〔，△U=Q△Ud1=0,比例部分的調(diào)節(jié)作用結(jié)束。ASR圖17-43負載變優(yōu)時詞速圖17-43負載變優(yōu)時詞速杲統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程△U的積分，相應(yīng)使晶閘管變流器輸出電壓增加公Ud2,AUd2的增長速度與偏差電壓AU成正比，如圖17-43C所示的曲線②。開始階段^n很小，AU也小，△Ud2增加很慢。當最大時，△U亦最大，△Ud2增加最快。在調(diào)節(jié)末期又減小，△U亦減小，△Ud2的增加也隨之減慢。當^n=0時，△Ud2不再繼續(xù)增加而保持不變，如圖I7-43C所示的曲線②（此時AUd仁0）o由曲線②可見積分作用的結(jié)果是最后使Ud比原來的輸出電壓Ud1增加了△Ud2由圖17-43d可見，Ud由原來Udl成為Ud2,而Ud2—Udl=△Ud2,增加部分的電壓公Ud2正好補償由于負載增加而引起的主回路的電阻壓降增加部分，即公ud2=AldRs,從而使轉(zhuǎn)速回到原來的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n1上，使系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)。ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的總調(diào)節(jié)作用就是比例作用和積分作用的綜合，總公Ud變化曲線為曲線①和曲線②的疊加，如曲線③所示。在整個調(diào)節(jié)過程開始和中間階段，比例調(diào)節(jié)起主要作用，它首先快速阻止轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降，弁使轉(zhuǎn)速迅速回升。隨著轉(zhuǎn)速的回升且接近原轉(zhuǎn)速n,時，比例調(diào)節(jié)作用越來越小。在調(diào)節(jié)過程的后期階段，積分調(diào)節(jié)起主要作用，依靠它來最后消除轉(zhuǎn)速偏差，因為只有當轉(zhuǎn)速偏差消除時，即當n=n1,△n=0,Ufn仁Ugn1,AU=0時，積分調(diào)節(jié)作用才會停止。由圖l7-43d可見，在調(diào)節(jié)過程中，晶閘管變流器輸出電壓Ud等于調(diào)節(jié)過程開始時的Udl加上曲線③所示的電壓增量△Ud,AUd為比例部分與積分部分的電壓增量△Ud1與公Ud2之和。在調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，晶閘管變流器輸出電壓Ud由Udl增加到Ud2,即刀，電動機的轉(zhuǎn)速又回升到原來的給定轉(zhuǎn)速n1,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入偏差電壓△U=0,Ud2=Udl-△Ud,刀，電動機的轉(zhuǎn)速又回升到原來的給定轉(zhuǎn)速n1,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入偏差電壓△U=0,而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出電壓Uc由于積分作用穩(wěn)定在Uc2上（Uc2>Uc1）,它使晶閘管變流器輸出電壓Udi穩(wěn)定在Ud2上。電動機的負載轉(zhuǎn)矩增加越大，則轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器Uc和晶ASR輸出電壓閘管變流器輸出電壓Ud增加越多。由圖l7-43b可見，無靜差調(diào)速系統(tǒng)只是在靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）下是無差，而在動態(tài)過程中是有差的，圖中△nmax為最大動態(tài)速降，它是突加階躍擾動下動態(tài)過程中的最大轉(zhuǎn)速降；ts為恢復(fù)時間，它是從原穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的時間，△nmax和ts是調(diào)速系統(tǒng)兩個主要動態(tài)性能指標。上述的無靜差調(diào)速系統(tǒng)在理論上講是無靜差，但是實際應(yīng)用中由于調(diào)節(jié)放大器本身不是理想的，放大倍數(shù)不可能是無窮大，止匕外，測速發(fā)電機本身也存在一定的誤差，因此這種調(diào)速系統(tǒng)仍然有少量的靜差。二、帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)以上所敘述的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在起動電流過大等問題。這是因為開始起動瞬間，轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn突然加上，由于機械慣量電動機轉(zhuǎn)速仍然為零，即n=0,轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn=O,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入電壓4U=Ugn使ASR輸出電壓Uc很大，晶閘管變流器輸出電壓Ud亦很大。此時，電動機電樞電流1d乜蛙=Ud（起動瞬間n=0,E=CeRy①n=0）,由于電樞電阻Rw很小，起動電流很大。這過大起動電流將對晶閘管和直流電動機運行產(chǎn)生嚴重的不利影響，甚至使晶閘管和直流電動機燒毀。止匕外，有些生產(chǎn)機械的電動機可能會遇到堵轉(zhuǎn)的情況，由于轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性較硬，如果沒有限制電流措施，電動機的電樞電流將大大超過額定值，使晶閘管和直流電動機燒毀。為了解決轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的起動和堵轉(zhuǎn)時電流過大的問題，系統(tǒng)中就必須有限制電樞電流過大的保護環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制原理，要維持某一物理量（如轉(zhuǎn)速）不變時，就引入那個物理量的負反饋（如轉(zhuǎn)速負反饋）?，F(xiàn)在要防止電流過大，使電流在一定的情況下，保持某一數(shù)值不變，為此可以在系統(tǒng)中引入電流負反饋。但是在轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，如果始終存在電流負反饋，則將會使靜特性變軟，影響調(diào)速精度，為了使電流負反饋在系統(tǒng)正常運行時不起作用，而在電流過大（超過某一允許值）時起強烈作用，這樣的電流負反饋稱之為電流截止負反饋。帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)如圖l7-44所示。O圖17-44帶電謊截止負反憒的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)由17-44圖可見，電流信號從串人電動機電樞回路的電阻R上取出，電阻R上的電壓大小就反映電樞電流Id的大小。這個電流反饋電壓與比較電壓Ubj反向串聯(lián)，比較電壓Ubj大小可調(diào)。當Ubj大時，相應(yīng)的截止電流Idj也大；當Ubj小時，相應(yīng)的截止電流Idj也小。在R與比較電壓Ubj之間串有一個二極管VCoIdR>Ubj時，二極管VD導(dǎo)通，電流負反饋信號

電壓Ufi加到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入端，其極性與轉(zhuǎn)速給定電壓極性相反，因而隨著負載電流的增加，電流反饋電壓Ufi增加，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓Uc迅速下降，晶閘管整流裝置輸出電壓Ud也隨之迅速下降，這樣就限制了電樞電流的進一步增加。若負載繼續(xù)增加，電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，直到電動機堵轉(zhuǎn)。當電動機堵轉(zhuǎn)時，輸出電壓Ud=IdW,其中Idu為電動機的堵轉(zhuǎn)電流，這個堵轉(zhuǎn)電流是電動機和晶閘管整流裝置短路時所允許的電流，因此就保護品閘管整流裝置和電動機。當IdRvUbj時，二極管VD因承受反向電壓而截止，相當于電流截止負反饋環(huán)節(jié)斷開，整個系統(tǒng)與沒有電流截止負反饋環(huán)節(jié)一樣，此時系統(tǒng)相當于轉(zhuǎn)速負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，靜特性硬，轉(zhuǎn)速降很小。帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性如圖17-45所示，圖中Idj為截止電流，1面為堵軼電流，該系統(tǒng)具有,控土機特性j--j--圖17-45帶電流截止負反詡的轉(zhuǎn)速負反慣直流調(diào)速慕統(tǒng)的靜特性實際應(yīng)用的小功率直流調(diào)速系統(tǒng)中，常采用如圖17—46所示電流截止負反饋線路。)VD22§圖17-46小功率直流調(diào)速累統(tǒng)中電流截止負反饋電路原理圖圖中R、電位器RP穩(wěn)壓管VS2和三極管V5等組成了電流截止負反饋環(huán)節(jié)。電流信號從弁聯(lián)在串入電動機電樞電路的電阻R兩端的電位器RP取出。電流Id流過電阻R產(chǎn)生的電壓B$IdR反映了電流Id的大小，比較電壓就是穩(wěn)壓管VS2的擊穿電壓。當主回路電流Id超過截止電流值時，從電位器RP取出的電壓大于穩(wěn)壓管VS2的擊穿電壓時就有電流通過VS2使V5導(dǎo)通，從而使電容C的充電電流減小，因而觸發(fā)脈沖后移，晶閘管整流器輸出電壓UdRP調(diào)整下降，從而限制電流繼續(xù)增大。截止電流大小可通過電位器三、電壓負反饋和電流正反饋直流調(diào)速系統(tǒng)RP調(diào)整這不僅增加了系如前所述，轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)必須配備測速發(fā)電機等轉(zhuǎn)速檢測裝置。這不僅增加了系統(tǒng)的總投資，而且增加了系統(tǒng)的維護工作量，因此在調(diào)速性能指標要求不高的場合，常采用電壓負反饋或帶電流正反饋的電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。下面簡單介紹它們的工作原理及應(yīng)用。?電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖17-47所示為電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖。由弁接在電動機電樞兩端的電阻R3,R4、電位器RP組成的分壓器取出電壓反饋信號Ufu,口_R3R5UoUfu?R3+只4+只5+R6d與轉(zhuǎn)速給定電壓相減，偏差電壓4U=Un-Ufu送電壓調(diào)節(jié)器輸入端。調(diào)節(jié)器輸出電壓作為觸發(fā)器移相控制電壓UC,從而控制晶閘管變流器的輸出電壓Ud,以達到控制電動機轉(zhuǎn)速的目的。圖17-47電壓負反饋直流調(diào)速茶統(tǒng)設(shè)Ud0為晶閘管變流器的理想空載電壓，Ud為電動機電樞電壓，它們之間的關(guān)系為:Uj=E+匚\①門+式中Rn——晶閘管變流器內(nèi)阻（包括平波電抗器電阻）；Rd——電動機電樞電阻。由上式可知，當電動機負載電流增加時，由于主回路中Rn的電阻壓降增加，使電動機電樞電壓Ud下降，轉(zhuǎn)速n下降。但由于系統(tǒng)加入了電壓負反饋，電壓反饋電壓Ufu減小，電壓調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓△U=UgmrUfu增加，電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓Uc增加，晶閘管變流器輸出電壓UdO增加，以補償主回路中Rn的電阻壓降，使電動機轉(zhuǎn)速n自動回升一些。上述調(diào)節(jié)過程可以表示為IdIdRnUdUfuUcf-UdOf?Udf-nf。由以上分析可知，電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)實際上是一個電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當電流Id變化時，能夠維持電動機電樞電壓Ud基本不變。電壓負反饋能克服在主回路中Rn上電阻壓降所引起的轉(zhuǎn)速降，然而對主回路中電樞電阻Rd上產(chǎn)生的電阻壓降所引起的轉(zhuǎn)速降則無能為力。同理，該系統(tǒng)對電動機勵磁電流的擾動也無能為力。因此，電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)的性能指標比轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)差一些，但該系統(tǒng)不需測速發(fā)電機等轉(zhuǎn)速檢測裝置，結(jié)構(gòu)簡單，所以在調(diào)速性能指標要求不高的場合，仍然獲得應(yīng)用。實際應(yīng)用中為了盡量減