交直流调速系统 教学课件 作者 陈相志 第三章 双闭环直流调速系统.ppt

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1、§3双闭环直流调速系统学习目标：理解单闭环直流调速系统的局限性及其改进方法。掌握双闭环直流调速系统的组成及其特点，能画出其原理图。掌握双闭环直流调速系统静特性分析方法，能进行相关静态计算。理解双闭环直流调速的启动过程及其特点。理解转速调节器和电流调节器的作用。能在实验室熟练完成双闭环调速系统的接线和基本单元的调试，会测试双闭环调速系统的静特性。§3.1双闭环直流调速系统的构成一、问题的提出----双闭环调速系统产生的背景开环调速系统结构简单，最容易实现；但它没有抗干扰能力，负载电流变化或电网电压波动时，电机转速都会发生变化

2、，因此，仅适用干扰小、对调速性能要求不高的场合。转速负反馈单闭环调速系统是对开环调速系统的改进，对作用于闭环内前向通道上的干扰均有调节作用，转速更稳定，调速性能更好，若采用PI调节器可以实现无静差调速。但由于系统对电枢电流没有调节作用，还存在局限性：(1)不能全压起动，否则电流过大。(2)当电机过载或堵转时，没有过电流保护作用。一、问题的提出----双闭环调速系统产生的背景改进措施：再引一个电流调节环，对电枢电流起调节作用，构成双闭环调速系统。②电机过载或堵转时，起限电流保护。预期目标①使电动机能在给定电压下直接启动，启动

3、电流不超过最大允许值，既保证电动机有较大的启动转矩，启动过程较快，又能保障系统安全。二、双闭环调速系统的构成转速调节器电流调节器电流互感器测速发电机4.两调节器的特点：(1)均采用PI调节器；(2)都设有输出限幅值转速调节器的输出限幅值(电流给定最大值)决定了；电流调节器的输出限幅值(控制电压最大值)决定了。3.电流反馈的实现方法：(1)在直流侧检测：在电机主回路中串入一取样电阻，取样电阻上的压降能同时反映电枢电流的大小和方向。(2)在交流测检测：交流侧电流大小与电枢电流成正比，利用电流互感器、二极管正流器可得到与交流侧电

4、流正比例的直流电压，可作为电流反馈电压，只反映电枢电流的大小。2.给定电压、反馈电压的极性分析：判断依据：调节器有反相作用；触发电路控制电压为正；同一调节器反馈与给定极性相反。1.双闭环：外环：转速环，对转速起调节控制作用；内环：电流环，对电枢电流起调节控制作用。5.具有PI调节器的双闭环调速系统转速调节器ASR、电流调节器ACR结构相同。6.具有限幅电路的PI调节器(以DJK04挂件调节器I为例)AB(1)输入端：三个输入端用其中两个。一般选用两个对称输入端，即2接给定、3接反馈。R1-C2；R2-C3为输入端滤波电路。

5、***若2接给定、1接反馈，则R3-C1构成微分反馈环节。6.具有限幅电路的PI调节器(以DJK04挂件调节器I为例)AB(2)输入端保护电路：防止同相与反相输入端有较大电压差。运算放大器的两个输入端在理论上相当于虚短路，电位相同。6.具有限幅电路的PI调节器(以DJK04挂件调节器I为例)AB(3)反馈支路：PI调节器反馈支路需接入电阻和电容。DJK4挂件上，若4—5—6之间呈虚线图，说明R7、C5需要从DJK08中接入；若是实线图，说明挂件内部已有此电阻电容，不虚外接。6.具有限幅电路的PI调节器(以DJK04挂件调节

6、器I为例)AB(4)调零电路：正常状态下，调节器接成比例调节器时，若所有输入端都接地，则调节器的输出电压应为零，否则应进行调零。调零方法：①调节器接成比例调节器；②三个输入端都接地；③调节调零电位器RP3使7端输出电压尽量接近于零。6.具有限幅电路的PI调节器(以DJK04挂件调节器I为例)AB(5)限幅电路：VD3-RP1构成正向输出限幅电路，VD4-RP2构成负向输出限幅电路。RP1调节正向限幅值，RP2调节负向限幅值。工作原理：当输出电压为正时，输出最大值不会超出A点电位，否则VD4导通，输出被嵌位(等于A点电位)。

7、同理，输出负电压不超过UB双闭环调速系统的构成具有如下特点：小结①转速调节器ASR与电流调节器ACR为串联关系，转速调节器的输出作为电流调节器的给定。②系统有2个闭环回路，内环是电流环，外环是转速环。转速环对电动机的转速实现调节，是主要调节；电流环对电动机的电枢电流实现调节，是辅助调节。③为了使系统获得较好的动态和稳态性能，2个调节器均采用PI调节器。④2个调节器的输出都是带限幅的。转速调节器的输出限幅决定了电枢电流最大值，电流调节器的输出限幅决定了整流装置的最大输出电压。思考题：1．双闭环指的是哪2个环？内环是什么环？外

8、环是什么环？2．转速调节器和电流调节器采用的是什么调节器？为什么？3．两个调节器的输出限幅值各有什么意义？§3.2双闭环调速系统的静特性分析一、稳态结构图与静特性1.双闭环系统的稳态结构思考1：什么是稳态结构图？思考2：稳态时PI调节器输入-输出有什么特点？思考3：上图中各量之间有什么关系？输入偏差为零