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1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法 ** 2 章章n轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性n雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動態(tài)性能分析n調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法n按工程設(shè)計方法設(shè)計雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器內(nèi)容提要內(nèi)容提要2.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 及其靜特性及其靜特性1.問題的提出 采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。 b) 理想的*起動過程IdLntIdOIdma) 帶電流截止負(fù)反饋的

2、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖2-1 直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形2.理想的起動過程3. 解決思路 為了實現(xiàn)在允許條件下的較快起動，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為較大值Idm的恒流過程。 現(xiàn)在的問題是，希望能實現(xiàn)控制：n起動過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。n穩(wěn)態(tài)時，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。 2.1.1 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+TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAM+-UdIdUPE-MTG圖2-2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 內(nèi)環(huán)外 環(huán)ni1.系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成2.系統(tǒng)原理圖

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 +-3.限幅電路二極管鉗位的外限幅電路C1R1R0RlimVD1VD2限幅電路（續(xù)） 穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路R1. 電流檢測電路電流檢測電路 TA電流互感器TA圖2-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 Ks 11. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖2.1.2 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 2. 系統(tǒng)靜特性實際上，在正常

4、運(yùn)行時，電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器是不會達(dá)到飽和狀是不會達(dá)到飽和狀態(tài)的態(tài)的。因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性如圖所示，圖2-5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 n0IdIdmIdNOnABC（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和d由*個關(guān)系式可得 0*nnUn從而得到上圖靜特性的CA段。 (2-1) （2） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 ASR輸出達(dá)到限幅值U*im ，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單閉環(huán)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時 dm*imdIUI 式（2-2）所描述的靜特性是上圖中的AB段，它是垂直的特性。(2-2) 3. 兩個調(diào)節(jié)器的作用

負(fù)載電流IIdm時,，轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。n負(fù)載電流I= Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)電流無靜差，得到過電流的自動保護(hù)。2.1.3 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，各變量之間有下列關(guān)系 0n*nnnUUdLdi*iIIUUsdL*nesdesd0c/KRIUCKRInCKUU(2-3) (2-5) (2-4) 轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓U*n決定的 ASR的輸出量U*i是由負(fù)載電流 IdL 決定的 控制電壓 Uc 的大小則同時取決于 n 和 Id，或者說，同時取決

6、于U*n 和 IdL。上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點上：n反饋系數(shù)計算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 電流反饋系數(shù) m(2-7) 2.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 和動態(tài)性能分析和動態(tài)性能分析本節(jié)提要n雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型n起動過程分析n動態(tài)抗擾性能分析n轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用1. 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖2-6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)