電氣傳動及控制基礎課件

電氣傳動及控制基礎廖曉鐘電氣傳動及控制基礎第4章多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性4.3三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)第4章多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

主要內(nèi)容

1.轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成

2.靜特性分析4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性主要內(nèi)容1.轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成

圖4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖ASR-轉速調(diào)節(jié)器；ACR-電流調(diào)節(jié)器；TG-測速發(fā)電機；TA-電流互感器；GT-觸發(fā)裝置4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性1.轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成圖4.1轉速、電流雙2.靜特性分析靜態(tài)結構圖先根據(jù)圖4.1的原理圖繪出靜態(tài)結構圖如圖4.2。圖4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性2.靜特性分析靜態(tài)結構圖圖4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原2.靜特性分析靜態(tài)結構圖先根據(jù)圖4.1的原理圖繪出靜態(tài)結構圖如圖4.2。圖4.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結構圖αn-轉速反饋系數(shù)；βi-電流反饋系數(shù)4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性2.靜特性分析靜態(tài)結構圖圖4.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結構圖2.靜特性分析靜態(tài)特性方程式

帶輸出限幅的PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特性飽和——輸出達到限幅值當調(diào)節(jié)器飽和時，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使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和調(diào)節(jié)器暫時隔離了輸入和輸出間的關系，相當于使調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。不飽和——輸出未達到限幅值當調(diào)節(jié)器不飽和時，PI調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時總是零。4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性2.靜特性分析靜態(tài)特性方程式4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系2.靜特性分析靜態(tài)特性方程式當轉速調(diào)節(jié)器不飽和時

可得

當轉速調(diào)節(jié)器飽和時

圖4.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性2.靜特性分析當轉速調(diào)節(jié)器不飽和時可得當轉速調(diào)節(jié)器飽和時在穩(wěn)態(tài)工作時，當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，各變量之間的關系

結論：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)的需要決定的。

4.1轉速、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，當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，結論：比例積分調(diào)節(jié)器的動態(tài)結構圖圖4.4轉速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結構圖4.1轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性動態(tài)結構圖圖4.4轉速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結構圖4.1啟動過程分析圖4.5雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動過程電流上升階段恒流升速階段轉速調(diào)節(jié)階段4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性啟動過程分析圖4.5雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動過程電流上升階段4.轉速調(diào)節(jié)器作用①使轉速跟隨給定電壓變化，達到靜態(tài)無差。②對負載變化起抗擾作用。③其輸出限幅用于限制最大電流。電流調(diào)節(jié)器作用①對內(nèi)環(huán)內(nèi)擾動起及時抗擾作用。②保證系統(tǒng)在允許的最大電流下恒流啟動。③調(diào)節(jié)電流，使電流跟隨其給定電壓變化。④當電機過載甚至于堵轉時，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護作用。⑤其輸出限幅值用來限制

min和

min，防止丟脈沖、逆變失敗。抗擾過程分析

4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性轉速調(diào)節(jié)器作用抗擾過程分析4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能評價由于采用飽和非線性控制，使兩個調(diào)節(jié)器充分發(fā)揮作用，系統(tǒng)具有很好的動、靜特性，是一種非常實用的系統(tǒng)。但當系統(tǒng)降速或制動時，由于晶閘管的單向導電性，系統(tǒng)只能處于自由降速狀態(tài)。要產(chǎn)生快速制動作用，可采用可逆系統(tǒng)。4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能評價由于采用飽和非線性控制，使轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試調(diào)試步驟：先部件、后系統(tǒng)，先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)。1.部件調(diào)試、單元參數(shù)測試調(diào)節(jié)器：調(diào)零、輸出限幅值觸發(fā)-整流電路：初始相位、傳遞系數(shù)傳動系統(tǒng)參數(shù)測試：電樞回路電阻、飛輪矩、電樞回路電感反饋系數(shù)測定：電流反饋系數(shù)，反饋極性轉速反饋系數(shù)，反饋極性圖4.6二極管鉗位的外限幅電路和封鎖電路4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試調(diào)試步驟：先部件、后系統(tǒng)，先內(nèi)轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試2.系統(tǒng)調(diào)試動態(tài)設計：電流調(diào)節(jié)器、轉速調(diào)節(jié)器參數(shù)設計電流環(huán)：反饋極性確定、閉環(huán)、動態(tài)性能調(diào)試（確定調(diào)節(jié)器參數(shù)）轉速環(huán)：反饋極性確定、閉環(huán)、動態(tài)性能調(diào)試（確定調(diào)節(jié)器參數(shù)）問題：反饋極性接反了？啟動時ASR未達到飽和？啟動時ACR達到飽和？4.2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試2.系統(tǒng)調(diào)試4.2轉速、電流4.3三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容1.帶電流變化率的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)4.3三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容1.帶電流變化率的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流變化率內(nèi)環(huán)作用系統(tǒng)組成:轉速／電流／電流變化率三環(huán)調(diào)速，如下圖4.7。圖4.7帶電流變化率環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)ADR-電流變化率調(diào)節(jié)器4.3三環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.帶電流變化率的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流變化率內(nèi)環(huán)作用圖4.7帶2.帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)