雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真(編輯修改稿)
2025-06-19 18:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的反電動勢E 也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生一個線性漸增的擾動量，為了克服它的擾動，和 也須按線性增長，才能保持 恒定。ACR采用PI調(diào)節(jié)器，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，即應(yīng)略低于。（3）第III階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（ t2 以后） 當轉(zhuǎn)速上升到給定值時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值，所以電機仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負，使它開始退出飽和狀態(tài)， 和很快下降。只要 仍大于負載電流 IdL ，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到 =時，轉(zhuǎn)速n才到達峰值。此后，電動機開始在負載的阻力下減速， ，直到穩(wěn)定。在最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)，ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，ACR則力圖使 盡快地跟隨其給定值，電流內(nèi)環(huán)是一個電流隨動子系統(tǒng)。 綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：飽和非線性控制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準時間最優(yōu)控制。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速負反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當負載電流達到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)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護。 為了實現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在90176。，即當控制電壓 時，使，此時 ，電機處于停止狀態(tài)。增大控制電壓Uc 移相時，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等符號相反就可以了。這樣的觸發(fā)控制電路圖如圖26。圖26 a = b 配合控制可逆VM系統(tǒng)原理框圖主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，其中：正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)，正轉(zhuǎn)時，VF整流；反轉(zhuǎn)時，VF逆變。反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)，反轉(zhuǎn)時，VR整流；正轉(zhuǎn)時，VR逆變?？刂齐娐凡捎玫湫偷霓D(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動電流；電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角與最小逆變角 。3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路設(shè)計轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖31所示：圖31 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖由于電流檢測信號中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。這樣的濾波傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來表示，其濾波時間常數(shù)按需要選定，以濾平電流檢測信號為準。然而，在抑制交流分量的同時，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號的作用，為了平衡這個延遲作用，在給定信號通道上加入一個等時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。由測速發(fā)電機得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時間常數(shù)用表示，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時間常數(shù)為的給定濾波環(huán)節(jié)。系統(tǒng)設(shè)計的一般原則是：先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。在這里，首先設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，然后把整個電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，再設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 VM主電路的設(shè)計 晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)（VM系統(tǒng)）主電路原理圖如圖32所示。圖中由晶閘管組成三相全控橋式整流電路，同時設(shè)有過電壓和過電流保護電路。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置的控制電壓來移動脈沖的相位，即可改變平均整流電壓，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。圖32 VM雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖，取。電動勢系數(shù)平波電抗器。 其中，這里取5%，含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器如圖33所示：圖33 含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器其中為電流給定電壓，為電流負反饋電壓，為電力電子變換器的控制電壓。1）三相橋式電路的平均失控時間為。2）電流濾波時間常數(shù)本設(shè)計初始條件已給出，即。3）電流環(huán)小時間常數(shù)之和。根據(jù)設(shè)計要求：穩(wěn)態(tài)無靜差,超調(diào)量，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計電路調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器其傳遞函數(shù)為：電磁時間常數(shù)。檢查對電源電壓的抗擾性能：，參照典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系表格，可知各項指標都是可以接受的。電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：。電流環(huán)開環(huán)增益：要求時，應(yīng)取，因此ACR的比例系數(shù)為電流環(huán)截至頻率：機電時間常數(shù)初始條件已給出。1） 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件。2） 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件滿足近似條件。3） 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件。由圖34，按所用運算放大器取，各電阻和電容值為，取，取，取按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性
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