【文章內容簡介】 時的閉環(huán)系統(tǒng)：圖27c =0時 （27）由于已認為系統(tǒng)是線性的，可以把二者疊加起來即得系統(tǒng)的靜特性方程式：如果斷開反饋回路，則上述系統(tǒng)的開環(huán)機械特性為 （29）而閉環(huán)時的靜特性可寫成 （210）其中和分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉速，和分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。 （215）按理想空載轉速相同的情況比較，則 = 時： （216）如調制的輸出電壓，使系統(tǒng)工作在新的機械特性上，因而轉速有所回升，速度降落降低。由此看來，閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質在于它的自動調節(jié)作用，在于它能隨著負載的變化而相應地改變電樞電壓，以補償電樞回路電阻壓降。圖28 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機械特性的關系 轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng) 雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性圖211雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的靜特性（二）轉速調節(jié)器飽和這時，ASR 輸出達到限幅值，轉速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉速的變化對系統(tǒng)不再產生影響。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)時兩段實際上都略有很小的靜差，如圖211中虛線所示。 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數計算雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當兩個調節(jié)器都不飽和時，各變量之間有下列關系： 為ASR的輸出限幅值。 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的啟動過程分析設置雙閉環(huán)控制的一個重要目的就是要獲得接近理想起動過程，因此在分析雙閉環(huán)調速系看作為是一個準時間最優(yōu)控制。 轉速和電流兩個調節(jié)器的作用轉速調節(jié)器和電流調節(jié)器在雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中的作用可以分別歸納如下：1時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動回復正常。第三章 調速系統(tǒng)的直流脈寬調制PWM(Pulse Width Modulation)控制就是脈寬調制技術：即通過對一系列脈沖的寬度進行路和數字式PWM控制電路。 PWM控制技術 模擬式PWM控制圖31 PWM控制電路原理 （31）式中——控制信號的最大值。 a b c圖32 鋸齒波脈寬調制波形圖圖33 PWM控制負載的波形圖PWM信號加到主控電路的開關管V1的基極時，負載兩端電壓的波形如圖33所示。顯然，通過PWM控制改變開關管在一個開關周期T內的導通時間τ的長短，就可實現對兩端平均電壓大小的控制。 數字式PWM控制數字式PWM調制電路主要由計數器和數字比較器或由定時電路和觸發(fā)器構成。數字式圖34 計數器和數字比較器組成的數字脈寬調制器的波形圖 PWM變換器PWM變換器作用是：用PWM控制電路的輸出波形信號，把恒定的直流電源電壓調制成頻率一定、寬度不可逆與可逆兩大類。 簡單的不可逆PWM變換器簡單的不可逆PWM變換器直流電動機系統(tǒng)主電路原理圖如圖35所示，功率開關器件可以是任意一種全控型開關器件，這樣的電路又稱直流降壓斬波器。 T a 電路原理圖 b 電流和電壓波形圖35 簡單不可逆PWM控制電路及其波形圖35a所示為一個簡單的不可逆PWM控制變換電路原理圖。電源電壓E通常由交流圖35b為穩(wěn)態(tài)時電樞端電壓、電樞平均電壓和電樞電流的波形。可見，穩(wěn)態(tài)電流是 制動不可逆PWM變換器圖36a所示為具有制動狀態(tài)的不可逆PWM變換器。它由兩個功率晶體管、和兩個二極管、組成。是起調制作用的主控管，是輔助管。來自脈寬調制電路的兩個極性相反的脈沖電壓、分別作用到、的基極?？刂齐娐饭ぷ髟陔妱訝顟B(tài)時的電壓、電能耗制動作用。因此，在制動狀態(tài)中，和輪流導通，而始終是關斷的，此時的電壓和電流波形示于圖36c。a bc da 電路原理圖 b電動狀態(tài)電壓和電流波形 c 制動狀態(tài)電壓和電流波形 d 電動和制動交替狀態(tài)電流波形圖36 制動不可逆PWM變換器及其波形有一種特殊情況，即輕載電動狀態(tài)，這時平均電流較小，以致在關斷后經續(xù)流時，還沒有到達周期T ，電流已經衰減到零，此時，因而兩端電壓也降為零，便提前導通了，使電流方向變動，產生局部時間的制動作用。輕載電動狀態(tài)，一個周期分成四個階段：出波形見圖36d。綜上所述，具有制動回路的不可逆PWM變換器的電樞電流始終是連續(xù)的。 H型雙極式PWM變換器圖37為H型雙極式PWM變換器，它由四個大功率晶體管和四個續(xù)流二極管組成。四個大功率管分為兩組，和為一組，和為另一組。在基極驅動信號=，==的作用下，同一組中的兩個晶體管同時導通或同時關斷，兩組晶體管之因此，PWM變換器 a 電路原理圖 b 電壓電流波形圖37 H型雙極式PWM變換器及其波形雙極式控制可逆PWM （3）電機停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調速范圍可達1:20000左右；（5）低速時，每個開關器件的驅動脈沖仍較寬，有利保證器件的可靠導通。第四章 PWM直流電動機調速系統(tǒng)的設計 PWMM直流調速系統(tǒng)的控制電路電力晶體管構成的PWM變換器是調速系統(tǒng)的主電路，是對已有的PWM波形的電壓信號進行功率放大，并不改變信號的PWM波性質。而PWM電壓波形的產生、分配則是P制器UPW、調制波發(fā)生器GM、邏輯延時環(huán)節(jié)DLD和電力晶體管的基極驅動器GD。圖41 雙閉環(huán)控制的脈寬調速系統(tǒng)原理框圖1．鋸齒；3）多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的脈寬調制器；4）數字式脈寬調制體管還未完全關斷，如果此時另一個晶體管已經導通，則將造成上下兩管直通，從而使電源短路。為了避免發(fā)生這種情況，應設置一個邏輯延時環(huán)節(jié)，保證在對一個管子發(fā)出關閉脈沖后，延時一段時間再發(fā)出對另一個管子的開通脈沖，避免兩個晶體管同時導通。3．限流保護環(huán)節(jié)（ＦＡ）在邏輯延時環(huán)沖信號進行功率放大，以驅動主電路的電力晶體管，每個晶體管應有獨立的基極驅動電路。為了確保晶體管在開通時能迅速達。 系統(tǒng)設計方案的選擇圖42同時對感性負載的無功功率起儲能緩沖作用。