【正文】 （注：若n=200rpm~300rpm，調(diào) RZ 使電流達不到 3A時，就從 RZ 最小所對應(yīng)的 Id 做起） 表 2 開環(huán)低速 n=f(Id)特性實驗數(shù)據(jù) Id 1A 2A 3A n 450r/min 400r/min 350r/min 300r/min 250r/min 200r/min （ 8）根據(jù)開環(huán)高速和低速時的實驗數(shù)據(jù)作出 n=f(Id)特性如圖 632 所示。注意：操作過程及記錄要快，不然負載電阻因發(fā)熱過熱而燒壞。 調(diào)節(jié) Uct 和負載電阻 RZ 的大小，使流過電動機的電流（從直流表直接讀?。㊣d= Idm=3A，轉(zhuǎn)速 n= 1200rpm（注意： Uct 給定后不能動）。 ，使電動機啟動、升速。 ，電機應(yīng)該不旋轉(zhuǎn)。 （ 4） 合勵磁開關(guān) SB SB SB3，先給電動機 M1 和發(fā)電機 G1 加勵磁（注意：SB3 上方的開關(guān) SB5 必須置“斷”位置，不然會造成事故）。 （ 2） 合電源總開關(guān) QF1→模擬掛箱上 電源 開關(guān)置“通”位置→ 正組脈沖 開關(guān)置“通”位置（注意： 反組脈沖 電源開關(guān)必須置“斷”位置）控制大板上接線維持原接線不變。 圖 621 觸發(fā)器移相控制特性 測得當(dāng) ??? 30min?? 時所對應(yīng)的值 VUctm ??? ，該值將作為整定ACR 輸出 最 大 正 限 幅 值 的 依 據(jù) ； 測 得 當(dāng) )30(150 m in ????? ??? 時 所 對 應(yīng) 的 值 34 VUctm ??? ，該值將作為整定 ACR 輸出最大負限幅值的依據(jù)。 （ 3） 觸發(fā)器移相控制特性的整定； 如圖 61 所示，系統(tǒng)要求當(dāng) VUct 0? 時， ??90? ，電機應(yīng)停止不動。的整定 （ 3） 制定移相特性 （ 4） 帶動電機整定α和β 33 3 系統(tǒng)的單元調(diào)試 （ 1） ASR、 ACR 和反相器的調(diào)零、限幅等 （ 2） 邏輯單元（ DLC）的轉(zhuǎn)矩特性和零電流檢測的調(diào)試 4 電流閉環(huán)調(diào)試（ iR ， iC ， oiC 等相關(guān)參數(shù)的整定） 5 轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)試（ nR ， nC ， onC 等相關(guān)參數(shù)的整定） （ 1） 先將 DJK02 的觸發(fā)脈沖指示開關(guān)撥至窄脈沖位置，合 DJK02 中的電源開關(guān)，用 示波器觀察 A 相、 B 相、 C 相的三相鋸齒波，分別調(diào)節(jié)所對應(yīng)的斜率調(diào)節(jié)器，使三相鋸齒波的斜率一致。 2 系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試 （ 1） 系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試整定： 定相分析：定相目的是根據(jù)各相晶閘管在各自的導(dǎo)電范圍，觸發(fā)器能給出觸發(fā)脈沖，也就是確定觸發(fā)器的同步電壓與其對應(yīng)的主回路電壓之間的正確相位關(guān) 系，因此必須根據(jù)觸發(fā)器結(jié)構(gòu)原理，主變壓器的接線組別來確定同步變壓器的接線組別。 技術(shù)指標： （ 1） 電流超調(diào)量 %5%?i? ，并記錄有關(guān)參數(shù)對 %i? 的影響； （ 2） 轉(zhuǎn)速超調(diào)量 %10%?i? ，并記錄有關(guān)參數(shù)對 %n? 的影響； （ 3） 用示波器測定：系統(tǒng)走動、制動、由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過渡時間； （ 4） 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速無靜差。 32 第六章：邏輯無環(huán)流直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試 一、 實驗?zāi)康模? 1） 熟悉和掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法和步驟； 2） 通過實驗，分析和研究系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性，并研究調(diào)節(jié)的參數(shù)對動態(tài)品質(zhì)的影響； 3） 通過實驗，提高自身實際操作技能，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。 730 . 0 8 7 2 . 4 2 1 0 0 . 2 4 23 6 0 1 0nnnC F FR? ??? ? ? ? ??，取 240nC pF? 。 3)驗證調(diào)速系統(tǒng)空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量： m a x * 4 8 2 . 9 8 0 . 0 1 7 42 ( ) 2 8 1 . 2 % 2 5 . 3 4 % 1 0 %1 5 0 0 0 . 3 4 1nNnbmTCn zC n T?? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ?????，滿足設(shè)計要求。 可求得轉(zhuǎn)速開環(huán)增益： 222 2 2 21 5 1 3 9 6 . 42 2 5 0 . 0 1 7 4NnhK s shT ?????? ? ??? (434) 比較式 (422)與式 (423)進而可得 ASR 的比例系數(shù)： ( 1 ) 6 0 . 0 1 3 1 0 . 1 2 6 3 0 . 3 4 1 1 8 . 2 52 2 5 0 . 0 0 5 3 3 0 . 2 0 . 0 1 7 4emnnh C TK h R T???? ? ? ?? ? ?? ? ? ? (435) (3)檢驗近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為： 11 3 9 6 . 4 0 . 0 8 7 3 4 . 5Nc n N nKw K sw ? ?? ? ? ? ? 1)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為： 111 1 1 3 5 . 1 6 3 . 73 3 0 . 0 0 3 7I iK s s wT ???? ? ?，滿足簡化條件。其傳遞函數(shù)為： ( 1)() nnASRnKsWs s?? ?? (431) 式中， nK 表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； n? 表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負載擾動作用點前面必須有一個積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中，見圖 432，現(xiàn)在在擾動作用點后面已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計成典型Ⅱ型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。速度環(huán)框圖如圖 432 所示，將非單位負反饋變換成單位負反饋系統(tǒng)，并把兩個小慣性環(huán)節(jié)合并。這樣，原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象，經(jīng)閉環(huán)控制后，可以近似地等效成只有較小 時間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)，如圖 431。由 433 可得21()1 1cli iIIWs TssKK????，忽略高次項， ()cliWs可以降階近似成 1()1 1cliIWs sK? ?。 60=524KΩ FFRC nnn ?? 63 ?????? ? FFRTC oonon ? 63 ??????? ? 至此，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的理論設(shè)計初步完成，但還需實際調(diào)試和修正。 （ 2）速度調(diào)節(jié)器的選擇 顯然，欲校正成典 II 系統(tǒng)，速 度調(diào)節(jié)器應(yīng)選用 PI 調(diào)節(jié)器。 速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計 （ 1）確定系統(tǒng)的類型 對速度環(huán)，可以校正成典 I 系統(tǒng)，也可以校正成典 II系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而定，大多數(shù)調(diào)速系統(tǒng)的速度環(huán)都按典 II 系統(tǒng)進行設(shè)計。同理，可把兩個小慣性環(huán)節(jié)合并。其傳遞函數(shù)為 sTsTKsG iiiCR 1)( ?? 而))(( )(0 ?? ?? sssG )1())(( )()( 0 ?????? Tss KsssTsTKsGsG iiiCR 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選取 按二階最佳系統(tǒng)設(shè)計，取 Ti=Ta= 根據(jù)要求，穩(wěn)態(tài)無靜差：? i≤ 5%，選擇ξ =，得 電流開環(huán)增益： KI=ACR 比例系數(shù)： 2Ki ???? ?? iTKs TlR ? 設(shè)取調(diào)節(jié)器的輸入電阻 R0=60 KΩ，則 Ri=KiR0=179?，F(xiàn)將電流環(huán)校正成典 I 系統(tǒng)。 由于 Tfi（ ）和σ D（ ）較 Ta（ ）小得多，所以可把前兩者構(gòu)成的小慣性環(huán)節(jié)合并。而恒量對動態(tài)分量是不起作用的，因此，為簡化起見，可把反電勢略去。但若取得過大，將會使過渡過程增加，降低系統(tǒng)的快速性。電流濾波時間常數(shù) Tfi 一般取1~3ms，轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) Tfn一般取 5~20ms。所以需加反饋濾波環(huán)節(jié)。 系統(tǒng)固有部分的主要參數(shù)計算 （ 1）電動機的電磁時間常數(shù) sRLT a ??? ?? （ 2）電動機的電動勢常量 rVn RIUC N aNNe m i n/ ??????? （ 3）電動機的轉(zhuǎn)矩常量 AmNCC em /1 .2 9 2 11 3 5 ????? （ 4）轉(zhuǎn)速慣量 rsmNGDJ G m i n/ 2 ?????? （ 5）機電時間常數(shù) 26 sCC RJT meGm ????? 2．預(yù)先選定的參數(shù) （ 1）調(diào)節(jié)器輸入回路電阻 R0 為簡化起見，調(diào)節(jié)器的輸入電阻一般均取相同數(shù)值，通常選用 10~60KΩ，本實例取 R0=(10 KΩ +10 KΩ ) =20KΩ （ 2）電流反饋系數(shù)β 設(shè)最大允許電流 Idm=，有 Idm=179。 平波電抗器電阻電感 Ls=*220/（ *IN） =。 m2。 綜上所述，對于工程應(yīng)用 的典型配置，張力控制和轉(zhuǎn)矩控制室靠工藝模板來實現(xiàn)的，所得的電樞電流或轉(zhuǎn)矩計算值，作為傳動裝置閉環(huán)控制的設(shè)定值。摩擦力矩補償值太高，將導(dǎo)致帶鋼的松弛，一般補償量為電動機額定轉(zhuǎn)矩的2%以下。 ） . (4)摩擦力矩補償 該補償值是用于修正卷筒驅(qū)動電動機到卷筒之間的機械損耗，摩擦力矩補償量是和速度相關(guān)的，除減速比大的卷取機系統(tǒng)，摩擦力矩主要取決于減速機的溫度。 W— 帶鋼寬度（ mm）； 錯誤 !未找到引用源。 ） 。 式中 錯誤 !未找到引用源。 （ 3）帶鋼彎曲力矩補償 帶鋼彎曲力矩占電動機轉(zhuǎn)矩的一定比重，它與帶鋼厚度的二次方、帶鋼寬度、帶鋼屈 服強度正比，帶鋼屈服強度與鋼種、帶鋼材質(zhì)有關(guān)。 。 鋼卷內(nèi)徑； 錯誤 !未找到引用源。 全部飛輪力矩； 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 隨著鋼卷直徑的增大而增大， G錯誤 !未找到引用源。 （ 2）慣性力矩補償 在材料線速度恒定條件下，隨著卷徑的變化使卷取機卷筒轉(zhuǎn)速隨著卷徑變化，為寶恒恒定的張力，必須根據(jù)卷筒連同鋼卷自身轉(zhuǎn)動慣量進行慣性力矩補償。 卷取張力力矩（ N178。 卷取單位張力（ 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 t 3 轉(zhuǎn)矩計算 由圖 812 可知 卷取機轉(zhuǎn)矩設(shè)定值由下列部分組成： （ 1）張力力矩在帶鋼卷取過程中，應(yīng)使鋼承受一定張力，張力控制的穩(wěn)定性和精度對鋼卷質(zhì)量影響很大。 開始到期望的卷徑錯誤 !未找到引用源。 情況下，卷筒轉(zhuǎn)一周的時間，為一個運算周期（ s），即 T = 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。卷徑變化率和卷取時間 T。 電機轉(zhuǎn)速 I———— 機械減速比 卷徑計算是通過帶鋼線速度和電機實際轉(zhuǎn)速按式（ 819）計算得出的，在整個卷取過程中，它是一個積分運算量。對于卷取機有下式： V=Dn錯誤 !未找到引用源。 DX/(1000TL) 線速度測量精度與脈沖編碼器每轉(zhuǎn)給出的脈沖數(shù)及采樣時間有關(guān)，在轉(zhuǎn)速恒定的情況下，脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)越多，采樣時間越長，則測量精度越高。主要控制環(huán)節(jié)包括： 線速度 v 是卷取過程中一個重要變量，通常是通過讀取卷取機前的偏導(dǎo)上脈沖編碼器輸出脈沖數(shù)并通過計算而獲得。 電動機轉(zhuǎn)矩常數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 帶鋼彎曲力矩 錯誤 !未找到引用源。 張力力矩 錯誤 !未找到引用源。 式中 錯誤 !未找到引用源。 +錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。張力力矩，慣性力矩補償計算均與卷徑變量有關(guān)，卷徑計算 和各部分力矩計算精度直接影響到卷取張力控制的效果。 在卷取張力控制系統(tǒng)中，卷取機電動機轉(zhuǎn)矩的計算是該系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以西門子公司產(chǎn)品為例，其張力控制系統(tǒng)典型配置見圖 811。其他部分的作用原理，如卷徑 22 測量計算，摩擦轉(zhuǎn)矩及加速轉(zhuǎn)矩動態(tài)補償，與間接張力控制工程應(yīng)用實現(xiàn)方法中所述相同。張力調(diào)節(jié)器輸出為電動機轉(zhuǎn)矩設(shè)定值，并通過閉環(huán)使卷徑變化時的張力恒定，對于傳動控制系統(tǒng)，該方式可以近似看成轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動時，如摩擦，速度動態(tài)變化（ dn/dt）等因素對張力波動的消除，靠系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的各種補償環(huán)節(jié)來調(diào)張力電流的給定值，因而對張力控制的精度低，不能實現(xiàn)反饋控制，適用于張 力控制要求較低的系統(tǒng)。這種控制方式，速度調(diào)節(jié)器通過輸入一個飽和設(shè)定而保持在限幅狀態(tài)， 間接張力控制的優(yōu)點是，不需要張力計檢測實際張力；靠控制電動機電樞電流，并隨卷徑變化計算電磁轉(zhuǎn)矩來維持張力的恒定。因此可以合理地利用電動機的容量，而且弱磁倍數(shù)與卷徑變化范圍無關(guān)，因而可選弱磁倍數(shù)小的標準電動機。 成正比來維持張力恒定。和一般的速度閉環(huán)控制比較，其區(qū)別在于：在正常卷取工作時，速度調(diào)節(jié) 器 ASR