【正文】 。故采用晶閘管串級調(diào)速的異步電動機(jī)具有直流電動機(jī)的調(diào)速性能。對于從零開始調(diào)速的系統(tǒng)；當(dāng) min??? 時，端電壓 U=0，轉(zhuǎn)速 n=0；當(dāng) max 90? ? 時， maxUU? ， maxnn? 。由式（ 5— 24） 還可知，串級調(diào)速的等效電勢系 數(shù) eC 隨著 dI 的增大而減小，這相當(dāng)于直流電動機(jī)存在著電樞反映的去磁作用。串級調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中的總電阻 R? 相當(dāng)于直流調(diào)壓調(diào)速的直流電動機(jī)電樞回路總電阻，它決定了機(jī)械特性的硬度。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子整流電路 運(yùn)行在第一工作狀態(tài)時，異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)所具有的調(diào) 速特性，相當(dāng)于他勵直流電動機(jī)變電樞電壓的調(diào)速特性。 圖 55 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 + + fnU dI gnfnUK LI n ( 1)nnnKss?? ?( 1)nnnKss?? ? 121fiiKTs? ?121fiiKTs? ? 1JTs1JTs + + + + n 11onTs? ( 1)nnnKss?? ? 1 1oiTs? ( 1)iiiKss?? ? 1VVKTs? 1LnLnKTs? 1JTs 1fnfnKTs? 1fifiKTs? 01dUn01dUn 圖 56 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 系統(tǒng)的 調(diào)速特性分析 晶閘管串級調(diào)速的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為： 0010033( ) ( 2 2 )[]3MTd M T d dMddXXU U r r r Inn XUI? ???? ? ? ? ? ??? （ 5— 20） 若令 0dU U U??? （ 5— 21） 033 22MTM T dXXR r r r??? ? ? ? ? ? （ 5— 22） 0013 MddeXUIC n ??? （ 5— 23） 式中 eC — 串級調(diào)速的等效電勢系數(shù)。令nn hT? ??，當(dāng) h=5 時系統(tǒng)的抗擾動性能和跟隨性最優(yōu) ， 則 速 度 環(huán) 的 開 環(huán) 放 大 倍 數(shù) ： 2212NnhK hT??? （ 5— 17） 2n fn iT T T???? （ 5— 18） 得速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)： 212n J fi J finfn fnT K T KhK K h K? ??? （ 5— 19） 式中： fnT — 速度反饋回路濾波時間常數(shù)， 0fn nTT? ； fnK — 速度反饋系數(shù)。375jmT GD C? 根據(jù)式（ 5— 11）和式（ 5— 3）可以繪出主電路及電動機(jī)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 52所示： + + 0dU0dU LI 1LnLnKKs?1LnLnKKs? 1JST 01dUn U? n dI 圖 52 串級調(diào)速主電路及電動機(jī)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電流環(huán)的設(shè)計及其傳遞函數(shù) 由于電流環(huán)的時間常數(shù)很小，且反應(yīng)迅速，而與轉(zhuǎn)速成正比的轉(zhuǎn)差電勢卻變化緩慢，所以可忽略轉(zhuǎn)差電勢的影響，經(jīng)過簡化后，按典型Ⅰ型系統(tǒng)校正，令 i LnT?? 則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 53 所示：則有 i fi VT T T? ?? （ 5— 11） 電流環(huán)開環(huán)放大倍數(shù)： /I i V Ln fi iK K K K K ?? （ 5— 12） 又因 12iIKT?? 得電流調(diào)節(jié)器參數(shù)： 2 ini V Ln fiTK K K T K?? （ 5— 13） 0iR KRi ? （ 5— 14） i i iCR?? （ 5— 15） 0 0 04iiC T R? （ 5— 16） 式中： VK 、 VT — 晶閘管逆變器的靜態(tài)放大倍數(shù)和動態(tài)滯后時間常數(shù)； fiT — 電流反饋回路濾波時間常數(shù)， 0fiTT? ； fiK — 電流反饋回路的電流放大系數(shù)。 () 375M d L G D dnC I I dt?? （ 5— 9） 對式（ 5— 9）取拉氏變換后，可得電動機(jī)的傳遞函數(shù)為： 239。 經(jīng)過線形處理后的轉(zhuǎn)矩常數(shù)： 39。0 MdM M C I?? （ 5— 6） 39。 在串級調(diào)速系統(tǒng)的第一工作區(qū)內(nèi)，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與主電路直流電流 dI 有如下關(guān)系： 001 31 ()Md d dXM U I I???? （ 5— 5） 由式（ 5— 5）可知，串級調(diào)速系統(tǒng)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩是 dI 的二次函數(shù)，具有非線形特性，需要作近似線形化處理。 則 22 2 21 5 1 6 6 8 ( )2 2 2 5 1 3 . 4NnhKshT ????? ? ??? 若按 22211 6 7 0 ( )8 .3 8 .3 1 3 .4N T ??? ? ?? 良種計算結(jié)果基本一致，取 267 0( )NKs?? 系統(tǒng)飛輪矩按電動機(jī)飛輪矩的 ，即 2 1 .5 4 9 9 8 7 4 9 7 ( )G D N m? ? ? ? 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩在工作電流附 近經(jīng)線形化處理得到的轉(zhuǎn)矩系數(shù)為： 0119 .5 6 5 3[ 2 ( 1 .7 3 ) ]31 .3 5 7 3 8 ( 1 .7 3 2 0 .0 1 5 0 .2 6 6 ) 5 3 8 .5 99 .5 6 560014M d M dnG U r X In ??? ? ?? ? ? ? ???? 所以有： 2 7497 1 . 4 2 83 7 5 3 7 5 1 4J MGDT C? ? ?? 從而得到： 6 7 0 1 . 7 9 0 . 0 6 7 0 . 0 1 80 . 0 8N J n fin fnK T T KKK ? ? ?? ? ? 0 8 10 80( )nnR K R K? ? ? ? ? 67 0 .880nn NCFR? ?? ? ? 第四章 串級調(diào)速系統(tǒng)的建模 直流調(diào)速函數(shù)的確立 直流電路傳遞函數(shù) 直流主電路是以轉(zhuǎn)子空載整流電壓 0dU 與逆變器電壓 U?之差0()dUU??為輸入 ， 以主電路直流電流 dI 為輸出，并考慮了電勢干擾的環(huán)節(jié)。1 m a x 21( ) 22133( 5 6) 8 3 0. 013LnM M T d TKmmr X S r r r X?????? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? [ 1 3 2 ( 0 .8 4 7 0 .0 4 ) ] 8 .6 8 1 2 8Ln LnT L K m s?? ? ? ? ? ? 由于要求電流環(huán)超調(diào)量小，故電流環(huán)按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計。 0 . 0 1 5 3 8 0 5 9 6 . 6 m in1 0 0 . 0 8fi d nn fnKInnKK ?? ? ? ?? 靜差率 m in 0 .0 1 4 0 .0 1 7nn nS n?? ? ? 雙閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)計算 由前述分析可知， LnK 與 LnT 均為轉(zhuǎn)差率 S的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常數(shù)系統(tǒng)，但當(dāng) maxSS? 時值 Ln LnKT與 可按定常系統(tǒng)設(shè)計，保證系統(tǒng)具有良好的性能。 39。10 , 100nnK R K? ? ? 電流環(huán) 39。 0 86( )nnR K R K? ? ? 若取 39。 0 .0 1 5 3 8 .5 9 8 .6 50 .0 8 7 .7 8 6fi d nn fn nKIK K ?? ? ??? 因為 39。 + gifiUK fiU dIdI ( 1)IiKsT s? ?( 1)IiKs T s? ? 圖 43 速度環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)計算 取速度給定電壓 10gnUV? 速度反饋系數(shù)