電機控制技術(shù)論文試論雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)性能改善的根本原因(編輯修改稿)
2025-07-13 00:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分別為:再定義以下時間常數(shù)：電樞回路電磁時間常數(shù)(s),電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)（s）, 整理后，在零初始條件下，取拉普拉斯變換，得到電壓與電流間的傳遞函數(shù)為:電流與電動勢間的傳遞函數(shù)為: 直流電動機動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖可見,主要是控制電磁轉(zhuǎn)矩,在勵磁電流穩(wěn)定的情況下,主要是對電流的控制。反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它對于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動作用都能有效的加以抑制。一般來說，我們總希望在最大電流受限制的情況下，盡量發(fā)揮直流電動機的過載能力，使電力拖動控制系統(tǒng)以盡可能大的加速度起動，達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，電流應(yīng)快速下降，保證輸出轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩平衡，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。這種理想的起動過程如圖1所示。0nnt 理想啟動過程單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對于運行性能要求很高的機床還存在著很多不足，快速性還不夠好。而基于電流和轉(zhuǎn)速的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜動態(tài)特性都很理想。為實現(xiàn)在約束條件快速起動，關(guān)鍵是要有一個使電流保持在最大值的恒流過程。根據(jù)反饋控制規(guī)律，要控制某個量，只要引入這個量的負反饋。因此采用電流負反饋控制過程，起動過程中，電動機轉(zhuǎn)速快速上升，而要保持電流恒定，只需電流負反饋；穩(wěn)定運行過程中，要求轉(zhuǎn)矩保持平衡，需使轉(zhuǎn)速保持恒定，應(yīng)以轉(zhuǎn)速負反饋為主。采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中，M為直流電動機，TG為測發(fā)電機，ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR為電流調(diào)節(jié)器，GT為觸發(fā)器，TA為電流互感器，VT整流裝置。為轉(zhuǎn)速給定電壓，為轉(zhuǎn)速反饋電壓，為電流給定電壓，為電流反饋電壓，為控制電壓，為電樞端電壓。兩個調(diào)節(jié)器之間實行串級聯(lián)接，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出是電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入，其輸出Uc控制電力電子變換器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，轉(zhuǎn)速環(huán)在外環(huán)，電流環(huán)在內(nèi)環(huán)，這就構(gòu)成了轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 電動機的轉(zhuǎn)速和電流分別由兩個獨立的調(diào)節(jié)器控制，系統(tǒng)中設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器ACR和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR?？梢?，電流調(diào)節(jié)器ACR和電流檢測反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和轉(zhuǎn)速檢測反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成了轉(zhuǎn)速環(huán)（外環(huán)）。ASR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，輸入輸出均設(shè)有限幅電路。 轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)四、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能分析（一）、靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性如圖4所示。在正常負載時，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器ASR不飽和，依靠ASR的調(diào)節(jié)作用，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，保證系統(tǒng)具有較硬的機械特性（穩(wěn)態(tài)運行無靜差）。如圖2中的n0～A段。電動機負載加重時，轉(zhuǎn)速下降，ASR迅速進入飽和狀態(tài)，同時
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