【正文】 一些，在響應(yīng)過(guò)程的中期，為避免對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性造成影響，積分作用應(yīng)該適中,在過(guò)渡過(guò)程后期，應(yīng)該取較大的積分系數(shù)以減小系統(tǒng)的靜差以提高調(diào)節(jié)精度，消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。微分環(huán)節(jié):改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。它是根據(jù)偏差的變化速度來(lái)調(diào)節(jié)的，所以它的輸出快，有時(shí)盡管偏差很小，只要它的變化速度很快，微分調(diào)節(jié)就有一個(gè)較大的輸出。它的速度比比例調(diào)節(jié)還要迅速，它能給出響應(yīng)過(guò)程提前制動(dòng)的減速信號(hào)，有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。同時(shí)加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,缺點(diǎn)是抗干擾能力差。適當(dāng)選取微分環(huán)節(jié)，可以減小系統(tǒng)的超調(diào)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是過(guò)大的微分系數(shù)會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)過(guò)程提前制動(dòng)，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，并且使得變化過(guò)于敏感，使系統(tǒng)的抗干擾性能變差。 本系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，正/反轉(zhuǎn)共用一個(gè)速度調(diào)節(jié)器。它用來(lái)放大速度偏差信號(hào)，并對(duì)速度偏差信號(hào)進(jìn)行比例積分運(yùn)算后輸出，它的輸出信號(hào)又作為電流給定信號(hào)施加給電流調(diào)節(jié)器。 速度調(diào)節(jié)器（ASR）由速度比較器FD1，速度調(diào)節(jié)器FD2構(gòu)成。FD1比較器是由線性運(yùn)算放大器通過(guò)電阻R14構(gòu)成繼電特性。當(dāng)速度給定信號(hào)接近為零時(shí)，由于FD1從電位器W2獲得正向偏移，所以FD1輸出大于+8V電壓，該電壓通過(guò)二極管Z1加到FD2，使FD2迅速輸出負(fù)向飽和，使下一級(jí)的電樞電流調(diào)節(jié)器（LT1）獲得一個(gè)推β到最小的信號(hào)，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，由于整流二極管Z1的阻擋作用，便不再有正向偏壓加到FD2，于是使FD2迅速退出負(fù)向飽和，并開(kāi)始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行P、I調(diào)節(jié)。 FD2構(gòu)成對(duì)速度偏差信號(hào)P、I調(diào)節(jié)。FD2調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)由：Kp =決定，其中α為FD2輸出端的分壓電位器的分壓系數(shù)。調(diào)節(jié)器的強(qiáng)制積分時(shí)間常數(shù)為：Ti =（C9+C10）（R24//R25//R26）而微分反饋時(shí)間常數(shù)為：TD=C2（R5+R6）可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)速度調(diào)節(jié)器的要求，整定Kp 、Ti 和βTD的數(shù)值，其中β為微分反饋電位器的分壓系數(shù)。FD2的負(fù)向限幅采用二極管反饋限幅，限幅值固定為2V，F(xiàn)D2的正向限幅采用三極管反饋限幅，可以調(diào)節(jié)電位器W3來(lái)改變正向限幅值，正向限幅值可以由下述決定：Uc =式中：W3—電位器W3的電阻值； R23—電阻R23的電阻值； UT—電源電壓； UD—二極管的順向壓降； Ube—三極管BG的基射電壓近似式為：UC=考慮速度調(diào)節(jié)器能用于自動(dòng)弱磁系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)弱磁升速時(shí)限制電動(dòng)機(jī)的最大電流，速度調(diào)節(jié)器具有速度自動(dòng)限幅電路，當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因弱磁超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，使速度調(diào)節(jié)器的限幅自動(dòng)下降，可以根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的要求在最高速限幅值下降到額定轉(zhuǎn)速的限幅的7080%。速度自動(dòng)限幅的靜態(tài)特性近似可由下圖決定速度反饋速度給定備用備用速度給定Ⅰ速度給定Ⅱ－V－V+V+V (ASR) 電流調(diào)節(jié)器 ACR 電流調(diào)節(jié)器（ACR）是用來(lái)放大電樞電流偏差信號(hào)，并對(duì)電流偏差信號(hào)進(jìn)行P、I運(yùn)算后作為它的輸出，它的輸出接到PWM單元的輸入。下面簡(jiǎn)要介紹一下電流調(diào)節(jié)器的工作原理。為了調(diào)節(jié)電流負(fù)反饋強(qiáng)度，電流檢測(cè)環(huán)節(jié)內(nèi)有電位器W1可供調(diào)節(jié)，一般情況下W1電位器是這樣整定的： 時(shí)，使W1上取出的電壓為8V。由于電流給定值最大為8V，系統(tǒng)就會(huì)被堵轉(zhuǎn)。FD1構(gòu)成對(duì)電流偏差信號(hào)的P、I調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖如下：UCVif 電流調(diào)節(jié)器流程圖（ACR）圖中：Vig電流給定值（以電壓表示） Vif—電流反饋值（以電壓表示） Uc—電流調(diào)節(jié)器輸出 Kp—調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，Kp= ,α為反饋分壓器分壓系數(shù)。 Ti—調(diào)節(jié)器強(qiáng)制積分時(shí)間常數(shù)，Ti=C3R11 . TD—調(diào)節(jié)器反饋回路微分時(shí)間常數(shù)，TD=C2（R2+R3） Β—微分反饋分壓系數(shù)。 Tg—調(diào)節(jié)器反饋回路慣性時(shí)間常數(shù)，Tg=C2R5 .可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)電流調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)的要求，整定Kp、Ti、TD 、Tg 、α、β的數(shù)值。Z61～Z66為2CP2322CK43C電流給定過(guò)流信號(hào)聯(lián)鎖輸入－V（ACR）（CSR） 本控制單元由電平變換及過(guò)流保護(hù)兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。A .觸發(fā)裝置輸入環(huán)節(jié)為一信號(hào)變換環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)偏移電位器W2的調(diào)節(jié)，當(dāng)3端輸入不變時(shí)，其13端輸出電壓可得到2V~7V間的任意值，同時(shí)，當(dāng)信號(hào)不變時(shí)，在?u〉0的情況下輸出信號(hào)可以按一定的速度上升，而在?u〈0的情況下，其輸出信號(hào)則可以按另一速度下降，其好處有二，第一當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出有較大的脈動(dòng)時(shí)，可使觸發(fā)裝置免于產(chǎn)生“多余脈沖”，第二在有環(huán)流可逆系統(tǒng)中，人為地使脈沖的前移速度低于脈沖的后移速度，可以限制動(dòng)態(tài)環(huán)流的值。此外，本環(huán)節(jié)還可以調(diào)節(jié)U13min值（即?min）和u13max值（即βmin）第1 靜態(tài)特性（1） 輸入與輸出的關(guān)系從調(diào)節(jié)器來(lái)的控制信號(hào)由3端輸入，它與調(diào)節(jié)偏移的電位器W2所得的電壓uw2進(jìn)行疊加，在BG3的基極得到的電位為： UBG3b=(R16U3+R15UW2)/(R15+R16) =ku3+(1k)uw2式中：K=R16/(R15+R16)當(dāng)Uw3UBG3bUw4時(shí)，本環(huán)節(jié)工作在線性放大區(qū)（亦即所有三極管BG3，BG4，BG5都工作在線性放大區(qū)）如果忽略三極管，發(fā)射極與基極間的電壓降和二極管正向壓降，可得： U13=UBG5b=UBG3b =ku3+(1k)uw2本環(huán)節(jié)中，取R15=R16=20K, 所以：K=R16/(R15+R16)=1/2 U13=1/2u3+1/2uw2,因此?U13=1/2?u3,即本環(huán)節(jié)放大系數(shù)為1/2。（2） U13min的限制（即?min限位） 由于BG4在導(dǎo)通時(shí)uce=0(忽略了飽和壓降)其臨界狀態(tài)，uce=0,因此uBG3b的臨界值為：uBG3bL=uBG4e相應(yīng)的u3的臨界值為：u3L=2uBG4euw2當(dāng)u32uBG4euw2時(shí)，BG3飽和導(dǎo)通，Z8截止，正電源通過(guò)R18為BG4的基極提供飽和基極電流，BG4飽和導(dǎo)通。uBG4c=uBG4e,同時(shí)由于BG3飽和導(dǎo)通，所以u(píng)BG3b=uBG4c=，亦即u13保持等于uBG4e值不變。 顯然：u13min=uBG4e (3)u13max的限幅（即223。min限位） 當(dāng)uBG3b=uBG4cuw4時(shí)，Z9導(dǎo)通，使uBG5b=uw4不變，因此即使UBG3b繼續(xù)上升，（即u3繼續(xù)上升）u13卻保持等于Uw4值不變。 顯然：U13max=Uw4第2 動(dòng)態(tài)特性 前已分析過(guò)穩(wěn)態(tài)情況下輸入與輸出的關(guān)系如下： u13=1/2u3+1/2uw2由于UBG4b=Uw3,因此電容器C3兩端的電壓為： uc3=u13uw3=1/2u3+1/2uw2uw3當(dāng)控制信號(hào)突然下降時(shí)，即?u30；由于C3兩端電壓不能突變，所以BG3飽和導(dǎo)通uBG3c上升到u13,造成Z8截止，節(jié)點(diǎn)BG4的基極有以下電流關(guān)系。 Ic3=(+vuw3)/R18iBG4b這里iBG4b是一個(gè)變量，為了計(jì)算方便可取平均值IBG4bcp上式可寫(xiě)成。 ?因此：?u13=?uc3=當(dāng)控制電壓突然上升時(shí)，即?u30,同樣由于c3兩端的電壓不能突變，所以BG3截止，造成Z8導(dǎo)通，同理BG4基極節(jié)點(diǎn)有以下關(guān)系：ic3=?uc3= =因此：?u13=?uc3=由上可知，當(dāng)控制信號(hào)突變時(shí)，輸出電壓變化速度只與?u30或?u30有關(guān)，而與其變化的數(shù)值大小無(wú)關(guān)，只要合理選擇，R18，R17及長(zhǎng)久可以得到所希望的上升或下降速度。 觸發(fā)電路 PWM波形發(fā)生器為了獲得PWM控制信號(hào)，控制電路采用了SG3525芯片，“PWM發(fā)生器”控制單元是PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)的核心，它由PWM芯片SG3525，及其相關(guān)的外圍電路組成。本系統(tǒng)采用SG3525內(nèi)的誤差放大器作為電流調(diào)節(jié)器，因此正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各有一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，分屬在各自SG3525芯片內(nèi)。為了使SG3525輸出的PWM信號(hào)能通過(guò)脈沖變壓器的隔離傳至IGBT的GS級(jí)，采用一片LM1413芯片對(duì)兩路輸出PWM信號(hào)進(jìn)行了放大。 電流檢測(cè)在直流電源的正極引線上安裝有霍爾電流傳感器CHB－50P，它由177。15V電源供電，二次電流通過(guò)測(cè)量電阻R＝200歐姆形成電流反饋信號(hào)。 給定單元 給定單元由177。15V電源，雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，隔離用二極管，降壓電阻及給定電位器組成。+15V電源為“反向”給定，15V為“正向”給定。33