【正文】 道上加入一個同等時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時，PI調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時為零。 恢復(fù)時間當(dāng)電機突加額定負(fù)載后可以恢復(fù)到原先速度所需的時間，時間越短，響應(yīng)越好，反之表明系統(tǒng)響應(yīng)慢。 調(diào)速指標(biāo) 調(diào)速范圍（包括：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍/恒功率調(diào)速范圍） 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍是指調(diào)速系統(tǒng)在額定負(fù)載下，可長期穩(wěn)定運行的最低速度和最高速度之比，一般這個最高速度就是額定速度，比如：1：1000，假定該調(diào)速系統(tǒng)的最大（額定速度）為2000rpm，則其最小運行速度為2rpm。 改變電動機主磁通改變磁通可以實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，但只能減弱磁通進行調(diào)速（簡稱弱磁調(diào)速），從電機額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速，屬恒功率調(diào)速方法。關(guān)鍵詞：PWM調(diào)速、直流電動機、雙閉環(huán)調(diào)速一、直流調(diào)速介紹 調(diào)速定義調(diào)速是指在某一具體負(fù)載情況下，通過改變電動據(jù)或電源參數(shù)的方法，使機械特性曲線得以改變，從而使電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化或保持不變。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)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。電動機的調(diào)速性能如何對提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率和節(jié)省電能有著直接的決定性影響。其優(yōu)點還是日益突現(xiàn)，而帶有雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)更是受到廣泛歡迎。生產(chǎn)機械的調(diào)速方法可以采用機械的方法取得，但是機械設(shè)備的變速機構(gòu)較復(fù)雜，所以在現(xiàn)代電力拖動中，大多數(shù)采用電氣調(diào)速方法。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點。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)就難以滿足需要在。 調(diào)速方法 調(diào)節(jié)電樞供電電壓U改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動機額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。變化時間遇到的時間常數(shù)同變化遇到的相比要大得多，響應(yīng)速度較慢，但所需電源容量小。指標(biāo)越寬，調(diào)速范圍越大，系統(tǒng)性能越好。二、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)介紹 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成圖21雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖21所示，兩個調(diào)節(jié)器均采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。圖22 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實際動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖22。其意義是讓給定信號和反饋信號經(jīng)過相同的延時，使得二者在時間上恰好的配合。如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起、制動、突加負(fù)載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)難以滿足要求。當(dāng)電流從最大值降下來以后，電機轉(zhuǎn)矩也隨之減小，因而加速過程必然拖長。圖24 理想快速啟動過程實際上，由于主電路電感的作用，電流不能突變，圖24所示的理想波形只能得到近似的逼近，不能完全實現(xiàn)。 實際啟動過程分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓，由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，轉(zhuǎn)速和電流的過渡過程示于圖25。當(dāng)時，電流調(diào)節(jié)器的作用使不再迅猛增長，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。與此同時，電動機的反電動勢正也按線性增長。（3）第Ⅲ階段 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段在這階段開始時，轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到給定值，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定與反饋電壓相平衡，輸入偏差為零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值，所以電動機仍在最大電流下加速，必然使轉(zhuǎn)速超調(diào)。此后，電動機才開始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng)，電流也出現(xiàn)一段小于的過程，直到穩(wěn)定(設(shè)調(diào)節(jié)器參數(shù)已調(diào)整好)。當(dāng)ASR飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)ASR不飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)則表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。如果初始狀態(tài)不同，即使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都不變，過渡過程還是不一樣的。不過這兩段的時間只占全部起動時間中很小的成份，已無傷大局，所以雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程可以稱為“準(zhǔn)時間最優(yōu)控制”過程。按照PI調(diào)節(jié)器的特性，只有使轉(zhuǎn)速超調(diào)，ASR的輸人偏差電壓為負(fù)值，才能使ASR退出飽和。最后，應(yīng)該指出，晶閘管整流器的輸出電流是單方向的，不可能在制動時產(chǎn)生負(fù)的回饋制動轉(zhuǎn)矩。類似的問題還可能在空載起動時出現(xiàn)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時總是零。因此由第一關(guān)系式可得：與此同時，由于ASR不飽和， ，從上述第二個關(guān)系式可知：。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)載電流達后，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)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護。無靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計算相似，即根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定反饋值計算有關(guān)的反饋系數(shù)： 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 上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓決定的，ASR的輸出量是由負(fù)載電流決定的，而控制電壓的大小則同時取決于n和，或者說，同時取決于和。鑒于這一點，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算與單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)完全不同，而是和無靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計算相似，即根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計算有關(guān)的反饋系數(shù)：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 電流反饋系數(shù) 兩個給定電壓的最大值和是受運算放大器的允許輸入電壓限制的。在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作為PWM的控制電壓。主電路部分采用了以GTR為可控開關(guān)元件、H橋電路為功率放大電路所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)。對于較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如GTO、IGCT等。在一個開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)時，電樞電流沿回路1流通；當(dāng)時，驅(qū)動電壓反號，沿回路2經(jīng)二極管續(xù)流。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。如果正、負(fù)脈沖相等，平均輸出電壓為零，則電動機停止。相當(dāng)于電動機負(fù)載較重的情況，這時負(fù)載電流大，在續(xù)流階段電流仍維持正方向，電動機始終工作在第Ⅰ象限的電動狀態(tài)。雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為若占空比和電壓系數(shù)的定義與不可逆變換器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中就和不可逆變換器中的關(guān)系不一樣了。實際上，反電動勢與轉(zhuǎn)速成正比，它代表轉(zhuǎn)速對電流環(huán)的影響。設(shè)計要求電流超調(diào)量，查表可選，