第3章转速、电流反馈控制直流调速系统.ppt

第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统电力拖动自动控制系统—运动控制系统内容提要转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性转速、电流反馈控制直流调速系统的动态数学模型转速、电流反馈控制直流调速系统调节器的工程设计方法MATLAB仿真软件对转速、、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性对于经常正、反转运行的调速系统,缩短起、制动过程的时间是提高生产率的重要因素。在起动(或制动)过渡过程中,希望始终保持电流(电磁转矩)为允许的最大值,使调速系统以最大的加(减)速度运行。当到达稳态转速时,最好使电流立即降下来,使电磁转矩与负载转矩相平衡,从而迅速转入稳态运行。起动电流呈矩形波,转速按线性增长。这是在最大电流(转矩)受限制时调速系统所能获得的最快的起动(制动)过程。图3-、电流反馈控制直流调速系统的组成应该在起动过程中只有电流负反馈,没有转速负反馈,在达到稳态转速后,又希望只要转速负反馈,不再让电流负反馈发挥作用。在系统中设置两个调节器,分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流,把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。形成了转速、电流反馈控制直流调速系统(简称双闭环系统)。-2 转速、电流反馈控制直流调速系统原理图ASR——转速调节器ACR——电流调节器TG——,电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压,当调节器饱和时,输出达到限幅值,输入量的变化不再影响输出,除非有反向的输入信号使调节器退出饱和;当调节器不饱和时,PI调节器工作在线性调节状态,其作用是使输入偏差电压在稳态时为零。对于静特性来说,只有转速调节器饱和与不饱和两种情况,电流调节器不进入饱和状态。系统原理图双闭环直流调速系统电路原理图++-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd++-ASRACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE8系统电路结构1).为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器2).图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性(按UPE的控制电压Uc为正电压的标出的,并考虑到运算放大器的倒相作用)3).两个调节器的输出都是带限幅作用的9图中表出,两个调节器的输出都是带限幅作用的。转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大值;电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。10