電力拖動與運動控制速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

1、第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)馬昕北京化工大學(xué)計算機模擬與系統(tǒng)安全工程研究中心教育部化工安全工程研究中心國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局危險化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)故障預(yù)防及監(jiān)控基礎(chǔ)實驗室北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)2開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問題速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng) 速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù) 速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析 無靜差調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能主要內(nèi)容重點內(nèi)容2022/9

2、/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)3開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問題速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)4開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 加載在直流電動機上的電壓是晶閘管整流裝置的輸出瞬時電壓ud和平均電壓Ud，如果把整流裝置內(nèi)阻上的電壓降移到整流裝置外面，當(dāng)做負(fù)載電路電壓降的一部分，整流電壓便可用其理想空載值ud0和Ud0來代替。此時，瞬時電壓平衡方程式可以寫為：2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)5開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性2022/9/5第二章

3、速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)6開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性在形式上與直流電動機的電動勢平衡方程式類似，但是兩者有本質(zhì)的不同2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)7開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 改變晶閘管控制角，就可以改變Ud0 。晶閘管整流裝置可以 看成是一個線性的可控電壓源 通過改變觸發(fā)或驅(qū)動電路的控制電壓來改變功率變換電路 的輸出平均電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的 控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間只有順向作用而無反向聯(lián)系，輸 出轉(zhuǎn)速并不影響控制電壓，屬于開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)適用于生產(chǎn)機械對靜差率要求不高的場合， 結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)一定范圍

4、內(nèi)的無級調(diào)速2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)8許多需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械常常對靜差率提出較嚴(yán)格的要求，不能允許很大的靜差率，此時，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿足較高的性能指標(biāo)要求開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問題2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)9開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問題2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)10開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng) 速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù) 速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析 無靜差調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的

5、直流調(diào)速系統(tǒng)11速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)12速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)2.2.1 速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 2.2.1.1 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 2.2.1.1 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 2.2.1.3 開環(huán)系統(tǒng)機械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較 2.2.1.4 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征2.2.2 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù) 2.2.2.1 問題的提出 2.2.2.2 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) 2.2.2.3 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)2.2.3 速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析 2.2.3.1 動態(tài)數(shù)學(xué)模型 2.2.3.2

6、穩(wěn)定性分析2.2.4 無靜差調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)13速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成Back to 反饋控制規(guī)律Back to 系統(tǒng)各單元靜特性（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性1. 速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成比較環(huán)節(jié)控制器晶閘管觸發(fā)裝置驅(qū)動電路主電路反饋環(huán)節(jié)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)14靜特性：閉環(huán)系統(tǒng)中電動機轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流的穩(wěn)態(tài)關(guān)系分析速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性時，需做出如下假設(shè)：假定各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系是線性的；假定系統(tǒng)開環(huán)機械特性是連續(xù)的；忽略直流電源和電位器的內(nèi)阻（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)

7、速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)15Back to 動態(tài)數(shù)學(xué)模型速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成示意圖（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)16轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)17速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程如下：閉環(huán)系統(tǒng)理想空載轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)轉(zhuǎn)速降閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/

8、9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)18（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性3. 開環(huán)系統(tǒng)機械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機械特性的硬度大大提高 當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多 當(dāng)要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍可以大大提高 當(dāng)給定電壓相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速大大降低2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)19（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性閉環(huán)系統(tǒng)必須引入放大器3. 開環(huán)系統(tǒng)機械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)20（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 綜合上述四條特點，可

9、得出以下結(jié)論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，在保證一定靜差率的要求下，大大提高了調(diào)速范圍。但是閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置檢測裝置和電壓放大器。 調(diào)速系統(tǒng)之所以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)速降，根本原因在于負(fù)載電流引起了電樞回路電阻壓降。 閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降減少，并不是由于閉環(huán)后能使電樞回路電阻減小，而是閉環(huán)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)作用，它能隨著負(fù)載的變化相應(yīng)地改變整流裝置輸出電壓。3. 開環(huán)系統(tǒng)機械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)21應(yīng)用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)是有靜差的控制系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)絕對服從于給定輸入閉環(huán)系統(tǒng)對于被包圍在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的一切主通道上的繞動作用都能有效地加以抑制對給定

10、電源和反饋檢測元件中的誤差無能為力速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成示意圖（一）速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性4. 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征反饋控制規(guī)律2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)22 電流負(fù)反饋的引入不能影響電動機正常工作時的靜特性 電流截止負(fù)反饋：正常運行時不起作用；一旦電流超過規(guī)定值，電流負(fù)反饋即投入運行 限流保護(hù)的具體方法即為：引入電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) 限流保護(hù)是為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動和堵轉(zhuǎn)時電流過大的問題而采取的一種限流措施過大的電流會損壞電動機和晶閘管反饋控制原理：要維持哪一個物理量基本不變，就應(yīng)該引入那個物理量的負(fù)反饋（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)1. 問題的

11、提出電流負(fù)反饋2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)23電流截止負(fù)反饋裝置原理接線 （1）用直流電源做比較電壓（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)2. 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)24電流截止負(fù)反饋裝置原理接線（2）用穩(wěn)壓管的擊穿電壓做比較電壓（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)2. 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)25電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性是一個非線性環(huán)節(jié)（兩段線性環(huán)節(jié)）：（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)2. 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

12、26帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)3. 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)27（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)3. 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)28由 可得（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)堵轉(zhuǎn)：電動機正常運行時，將轉(zhuǎn)子堵住，強制其停止轉(zhuǎn)動，此時電樞電流將迅速上升3. 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)29 帶電流截止負(fù)反饋速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性

13、下垂特性挖土機特性（二）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù)3. 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)30建立線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本步驟：寫出描述各環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程式；求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；組成系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)31放大器晶閘管觸發(fā)電路及整流裝置轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)晶閘管裝置的失控時間（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)32直流電動機電樞回

14、路總電感電樞回路電磁時間常數(shù)（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)33直流電動機負(fù)載電流機電時間常數(shù)（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)34直流電動機（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)35速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖Back to 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動特性分析Back to 無靜差調(diào)速系統(tǒng)1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/

15、5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)36速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)37速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析1. 動態(tài)數(shù)學(xué)模型2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)38（三）速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動特性分析2. 穩(wěn)定性分析2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)39PI調(diào)節(jié)器原理接線圖（四）采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)1. 比例積分調(diào)節(jié)器和比例積分控制規(guī)律2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)40PI調(diào)

16、節(jié)器輸出響應(yīng)1. 比例積分調(diào)節(jié)器和比例積分控制規(guī)律（四）采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)412. 采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖（四）采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)422. 采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)（四）采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)43結(jié)論：積分控制和比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)都是無靜差的2. 采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)（四）采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5

17、第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)44開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能主要內(nèi)容2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)45多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)2.3.1 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 2.3.1.1 問題的提出 2.3.1.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 2.3.1.3 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2.3.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析 2.3.2.1 啟動過程的三個階段 2.3.2.2 啟動過程特點2.3.3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能2022/9/

18、5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)46多環(huán)控制系統(tǒng)：是指按一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)組成的具有兩個或兩個以上閉環(huán)的控制系統(tǒng)相當(dāng)于過程控制中的串級控制系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)47帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動時的電流和轉(zhuǎn)速波形直流電動機理想啟動過程波形（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1. 問題的提出2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)48理想啟動特性：當(dāng)電動機最大電流受到限制時，在過渡過程中電流始終保持最大值，電動機以最大轉(zhuǎn)矩加速，調(diào)速系統(tǒng)具有最大啟動加速度到達(dá)給定轉(zhuǎn)速時，電流立刻降低，使轉(zhuǎn)速與負(fù)載達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運行

19、狀態(tài)（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1. 問題的提出2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)49為實現(xiàn)在允許條件下的最快啟動，關(guān)鍵是獲得一段電流維持在最大值的恒流過程欲維持電流在最大值處和負(fù)載電流值處為恒值，引入電流負(fù)反饋轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的研究目的：快速安全啟動（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1. 問題的提出2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)50轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器外環(huán)內(nèi)環(huán)（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性2. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)51對轉(zhuǎn)速和電

20、流分別進(jìn)行控制，設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器ASR：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR：電流調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速：主控信號，有外加給定值，外環(huán)電流：穩(wěn)定運行時受負(fù)載決定，內(nèi)環(huán)ASR的輸出作為ACR的輸入，ACR的輸出控制觸發(fā)裝置（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性2. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)52轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖PI調(diào)節(jié)器，輸出限幅PI調(diào)節(jié)器，輸出限幅（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)53 正常運行時，電流不會達(dá)到最大值，因此ACR始終不會飽和，只有ASR涉

21、及是否飽和問題（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)54（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)55雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)56（一）轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)57啟動過程的3個階段：電流上升

22、階段恒流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段啟動過程分析設(shè)置雙閉環(huán)的重要目的是獲得接近理想啟動特性的啟動過程，整個啟動過程按照ASR處于不飽和、飽和、退飽和的不同狀態(tài)分為三個階段（二）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析1. 啟動過程的三個階段2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)58啟動過程特點：（）飽和非線性控制ASR飽和：恒值電流調(diào)節(jié)ASR不飽和：電流隨動，無靜差調(diào)速（）準(zhǔn)時間最優(yōu)控制（）退飽和轉(zhuǎn)速超調(diào)（二）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析2. 啟動過程特點2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)59系統(tǒng)動態(tài)性能：（）動態(tài)跟隨性能（）動態(tài)抗擾性能：抗負(fù)載擾動、抗電網(wǎng)電壓擾動調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)抗干擾能力分析速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖ASR和ACR的作用：ASR：轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差；抵抗負(fù)載擾動；限制最大電流ACR：抵抗內(nèi)環(huán)擾動；最大啟動電流；限制電流最大值；電流跟隨作用（三）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能2022/9/5第二章 速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)60本章小結(jié)速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的一種基本方式，具有反饋控制的基本規(guī)律限流保護(hù)是為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動和堵轉(zhuǎn)時電流過大問題而采取的一種限流措施，限流保護(hù)的基本方法之一是電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)采用比例調(diào)節(jié)時系統(tǒng)有靜差，為消除靜差可在調(diào)速系統(tǒng)中引入積分環(huán)節(jié)，使之成為比例積分調(diào)速系統(tǒng)，可同時滿足穩(wěn)定精