转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法.pdf

文档介绍：电力拖动自动控制系统

转速、电流双闭环直流调速系统和
调节器的工程设计方法
内容提要
转速、电流双闭环控制的直流调速系统
是应用最广性能很好的直流调速系统。本
章着重阐明其控制规律、性能特点和设计
方法,是各种交、直流电力拖动自动控制
系统的重要基础。我们将重点学习:
内容提要
转速、电流双闭环直流调速系统及其静
特性
双闭环直流调速系统的数学模型和动态
性能分析
调节器的工程设计方法
按工程设计方法设计双闭环系统的调节
器
弱磁控制的直流调速系统
转速、电流双闭环直流调速系统
及其静特性
问题的提出
第1章中表明,采用转速负反馈和PI调
节器的单闭环直流调速系统可以在保证系
统稳定的前提下实现转速无静差。但是,
如果对系统的动态性能要求较高,例如:
要求快速起制动,突加负载动态速降小等
等,单闭环系统就难以满足需要。
1. 主要原因
是因为在单闭环系统中不能随心所欲
地控制电流和转矩的动态过程。
在单闭环直流调速系统中,电流截止
负反馈环节是专门用来控制电流的,但
它只能在超过临界电流值 Idcr 以后,靠
强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并
不能很理想地控制电流的动态波形。
2. 理想的起动过程
Id n Id n
I
Idm dm
Idcr n n
IdL IdL
O t O t
a) 带电流截止负反馈的单闭环调速系统 b) 理想的快速起动过程
图2-1 直流调速系统起动过程的电流和转速波形
•性能比较
带电流截止负反馈的
Id n
单闭环直流调速系统 Idm
起动过程如图所示, Idcr n
起动电流达到最大值
IdL
Idm 后,受电流负反
馈的作用降低下来,
O
电机的电磁转矩也随 t
之减小,加速过程延图2-1 a) 带电流截止负反馈
长。的单闭环调速系统
性能比较(续)
理想起动过程波形
Id n
如图所示,这时, Idm
起动电流呈方形波, n
转速按线性增长。
这是在最大电流 IdL
(转矩)受限制时
O t
调速系统所能获得
的最快的起动过程。图2-1 b) 理想的快速起动过程
3. 解决思路
为了实现在允许条件下的最快起动,
关键是要获得一段使电流保持为最大值
Idm的恒流过程。
按照反馈控制规律,采用某个物理量
的负反馈就可以保持该量基本不变,那
么,采用电流负反馈应该能够得到近似
的恒流过程。
现在的问题是,我们希望能实现控制:
起动过程,只有电流负反馈,没有转速
负反馈。
稳态时,只有转速负反馈,没有电流负
反馈。
怎样才能做到这种既存在转速和电流两
种负反馈,又使它们只能分别在不同的阶
段里起作用呢?