【正文】 1111122?????????? ??整理得 )sTK(K)sTsTT)(sT(sTC)sT)(sT(RTI)s(niPSmemsieesiaL111112 ???????????? 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速偏差為 ? 結(jié)論： 1） 比例積分控制的系統(tǒng)是無靜差調(diào)速系統(tǒng) 2）靜特性是一組平行的水平直線 ? ?0l im ( ) 0sn s n s?? ? ? ?Nn20034n5 A min???aIaNIT5．調(diào)節(jié)過程 以突加負載為例來分析 aLI*nU1 / C eaE+ aIaI nU? ctUK sdoU+nUtA S Rn?? t1前，原穩(wěn)態(tài)。 ? t1時，突加負載， TL1→ T L2。 ? t1～ t3，調(diào)節(jié)過程。 ? t1后，轉(zhuǎn)速下降，△ n增加， PI調(diào)節(jié)器的輸出 增加，如 曲線 3， 電機電流增大、轉(zhuǎn)矩增大。 ? 曲線 3（調(diào)節(jié)器輸出）＝ 曲線 1（比例部分） ＋曲線 2（積分部分） ? t2時， T＝ TL2， △ n為最大。 ? t3時， T＝ TL2， △ n＝ 0，到達新穩(wěn)態(tài)。 ? t2后，因△ n≠0， Uct繼續(xù)增加， T TL2，轉(zhuǎn)速回升 。 ? 穩(wěn)態(tài)時 ，反饋電容相當于斷路，其放大系數(shù)即為運放開環(huán)放大系數(shù)， 數(shù)值很大（在 105以上），使 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差大大減小。 ? 動態(tài)時 ，反饋電容則相當于短路，其放大系數(shù) KP＝ R1/R0 ，數(shù)值不大，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ? 調(diào)節(jié)過程后期，積分部分起主導作用，并依靠它最終消除穩(wěn)態(tài)誤差。 ? PI調(diào)節(jié)器在系統(tǒng)中起的作用 ? 調(diào)節(jié)過程初、中期，比例部分起主導作用， 保證了系統(tǒng)的快速響應。 m a xn?ctU?1ctU2ctU ctU0n0 1TLTL 2TL 10ttt1t 2t 3t1230dU U c t 2Uc t 1 突加負載時的調(diào)節(jié)過程 無靜差系統(tǒng)單閉環(huán)系統(tǒng)仿真分析 1．系統(tǒng)構(gòu)成 *nU+VdoU+T GnUTAa )+ naIVdoUT GnUTAb )n*nUA S RaInU?A C RaI*iU+iUiU?ctU??aIA S R A CR?～～??GTGT轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán) VM調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖 a)用硬件電路表示 b)用框圖表示 六、雙閉環(huán)直流電動機 VM調(diào)速系統(tǒng) RI a*nU1 / C eaEaIaInU? KsdoU+nUtA S Rn*iUaIiU?tA C RiUctUR+ +??aI β 是電流反饋系數(shù) ?穩(wěn)態(tài)中若出現(xiàn)了 電流調(diào)節(jié)器穩(wěn)定在飽和 ，則說明控制角已經(jīng)移到盡頭，輸出電壓Udo已經(jīng)到達最大值而無法再調(diào)，整個系統(tǒng)處于 “ 失控 ” 的不可調(diào)狀態(tài)。 amINnn2n0n034n5nABT Lmi n?? ?aIaNIC T3．靜特性 ?兩個調(diào)節(jié)器都不飽和 ? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 。這時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸出是限幅值，系統(tǒng)后面部分是一個定電流控制系統(tǒng)。 ? n0～ A斜線 ? n0～ A線段下方、AB線段左方的區(qū)域內(nèi)是系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)工作區(qū)域。在 該區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)的靜特性是一組水平直線 。 ? A～ B垂直線 是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和而產(chǎn)生的限制工作點向左的界線 ACR飽和 ACR不飽和 ASR飽和 ASR不飽和 2．穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 aI+)( sU do1?sTKss)( sU ctaI+)(* sU n)( sU n)s(W A S RaI)(* sU i)( sW A C R+?1/1?sTRe aI)s(I a+ sTRm eC1)( sn)( sU i)s(I aL)( sE?? WASR(s)、 WACR(s)分別表示 ASR、 ACR的傳遞函數(shù) ? 兩個調(diào)節(jié)器都采用常用的 PI調(diào)節(jié)器時，有 ? 為了引出電流反饋，電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中必須把電樞電流 Ia顯露出來 STKSW VPVA SR1)( ??STKSW iPiA C R1)( ???????4．動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 2．起動過程分析 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時的轉(zhuǎn)速和電流波形 ? 第一階段：電流上升階段 ? 第二階段：恒電流升速階段 ? 第三階段：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段 n*nⅠ Ⅱ ⅢtaLI1t 2t 3t 4tt0amIaIamI0ASR 由不飽和很快達到飽和 ACR 一般應該不飽和 ASR 一直飽和 ,輸出 Uim* ACR 不飽和 , Ia≈Iam 轉(zhuǎn)速呈線性增長 電流 Ia迅速上升 轉(zhuǎn)速必然超調(diào) ASR 負的偏差電壓使它退出飽和狀態(tài) ACR 不飽和 3．動態(tài)性能 動態(tài)性能： 指的是在電動機運行條件突變時，從一種運行狀態(tài)到另一種運行狀態(tài)的過渡過程進行的情況。 動態(tài)性能 通常以其在單位階躍輸入或擾動信號作用下的動態(tài)響應曲線表征之，可分為 跟隨性能 及 抗擾動性能 兩種。一般來說，調(diào)速系統(tǒng)的要求以抗擾性能為主，隨動系統(tǒng)的要求以跟隨性能為主。 （ 1）給定階躍輸入時的 跟隨性能指標 ?上升時間 tr ——輸出量從零起到第一次達到穩(wěn)態(tài)值所需的時間 ?超調(diào)量 σ (%)——輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏離量與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分數(shù)表示 ?調(diào)節(jié)時間 tS ——響應曲線到達并不再超出允許誤差帶所需的最短時間，允許誤差帶 =（ 1177。 5%或 2%） 穩(wěn)態(tài)值。 ()Ctm a xCrtst t5% 2 % C??? 或C?0m a xCC??（ 2）負載擾動時的 抗擾性能指標 ?動態(tài)降落 Δ Cmax% ——最大動態(tài)降落 Δ Cmax與原穩(wěn)態(tài)值 C∞1 之比，用百分數(shù)表示 ?恢復時間 ——從階躍擾動開始，到響應曲線到達并不再超出允許誤差帶所需的最短時間 Cmtvt tm a xC? 25 % 2 % C??? 或2C?1C?0雙閉環(huán)系統(tǒng)單閉環(huán)系統(tǒng)仿真分析 1. 電氣工程的仿真技術 2. 直流電機的數(shù)學模型與仿真分析 3. 電磁耦合系統(tǒng) 4. 異步電機的數(shù)學模型與仿真分析 5. 電機中常用的坐標系統(tǒng) 6. 同步電機的數(shù)學模型與仿真分析 電磁耦合系統(tǒng) 磁路基礎 電磁耦合系統(tǒng) 耦合磁場中的儲能和余能 耦合系統(tǒng)中的廣義電磁力 NiHld ???? lHuBH ?AB?? m/)/( RFAlNi ????2mmNiN N N iR? ? ? ? ? ? ? 磁路基礎 如果只考慮自感，不考慮互感，即只有一個繞組時則一次側(cè) ax的電感的推導過程為： 221 1 1 1 1 σ 1 m 1 1 σ 1 1 m 1()N N N i N i? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 21 1 1 1 1 1 σ 1 m 1 σ 1 m 1 1/ ( )lll i N N L L N NAA? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?氣 隙 鐵氣 隙 氣 隙 鐵 鐵 對于一個兩繞組變壓器 (或電抗器 )，設一次側(cè)繞組為 ax，二次側(cè)繞組為 AX。設正方向遵照電動機慣例，忽略電阻分量，則與線圈ax和 AX交鏈的磁通分別為： 11 σ m22 σ m? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??m 1 2 m 1 2 m 1 1 2 2 m 1 m 2 m( ) / ( ) ( )F F R F F N i N i? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 σ 11 σ 1 1 1 σ2 σ 22 σ 2 2 2 σ//F R N iF R N i? ? ? ??? ? ? ? ??11 σ 1m 2 m22 σ 2 m 1 m? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??1 1 1 1 1 σ 1m 2 m1 2 2 2 2 σ 2 m 1 m()NNNN??? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??221 1 1 1 1 σ 1 m 2 m 1 1 σ 1 1 m 1 1 2 m 2221 2 2 2 2 σ 2 m 1 m 2 2 σ 2 2 m 2 1 2 m 1()N N N i N i N N iN N N i N i N N i??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??221 1 1 σ 1 1 m 1 1 2 m 2 1 σ 1m 1 2 1 1 1 2221 2 2 σ 2 2 m 2 1 2 m 1 2 σ 2 m 2 1 2 2 2 1()()N i N i N N i L L i M i L i M iN i N i N N i L L i M i L i M i??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 電磁耦合系統(tǒng) 機 電 耦 合（ 電 磁 裝 置內(nèi) 的 磁 場 ）電 路 系 統(tǒng) 機 械 系 統(tǒng)電 磁 裝 置內(nèi) 部