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双闭环直流调速系统的工作原理(一)(2)

速,又能提高系统的稳定性[1];作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主,采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。

图2-2 转速、电流双闭环直流调速系统
Fig2-2 rotation、current double closed loop
DC rotation regulation system
U*n、Un—转速给定电压和转速反馈电压
U*i、Ui—电流给定电压和电流反馈电压
ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—测速发电机
TA—电流互感器 UPE—电力电子变换器
2.3双闭环直流调速系统的稳太结构图和静特性
首先要画出双闭环直流系统的稳态结构图2-3a,分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI调节器的稳太特征。一般存在两种状况:饱和——输出达到限幅值;不饱和——输出未达到限幅值。当调节器饱和时,输出为恒值,输入量的变化不再影响输出,相当与使该调节环开环。当调节器不饱和时,PI作用使输入偏差电压[1]在稳太时总是为零。

图2-3a 双闭环调速系统的稳态结构图
Fig2-3a Double-loop speed control system of steady-state chart
—转速反馈系数 —电流反馈系数
—Speed feedback coefficient —Current feedback coefficient
实际上,在正常运行时,电流调节器是不会达到饱和状态的。因此,对静特性来说,只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。
(一)转速调节器不饱和
此时两个调节器都不饱和,稳态时,他们的输入偏差电压都为零,即


由得:

从而得到图2-3b静特性的n0-A段。
由,且ASR不饱和得:,说明n0-A段静特性从(理想空载状态)一直延续到,而一般都大于额定电流的。
(二)转速调节器饱和
此时,ASR输出达到限幅值,转速外环呈开环状态,转速的变化对系统不再产生影响。双闭环变成一个电流无静差的单闭环系统。稳态时有:

从而得到图2-3b静特性的A-B段。
双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差[1],转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到后,转速调节器饱和,电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,得到过电流的自动保护。


图2-3b 双闭环调速系统的静特性
Fig2-3b Double-loop speed control system of static characteristics

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