电力拖动自动控制系统第2版教学课件作者李华德3课件.pptVIP

实现上述要求的电流自适应调节器必须能自动地实现电流连续时的PI到电流断续时的I调节器的转换，其原理图如图3-23所示。 * 图3-23 PI/I电流自适应调节器结构图 * 当电枢电流断续时，零电流信号 ，DPZ输出“1”电平，使开关投向2，接通I调节器。 （3-27） 式中， 为积分调节器的积分时间常数。 * 由上述分析可以看出，此调节器能适应电流的变化，而自动改变自己的数学模型，保证了系统在电流断续时与连续时具有同样的动态特性，克服了电流断续对动态特性的不良影响。 * （2）具有电流自适应调节器的双闭环系统 结构框图如图3-24所示。 图3-24 具有电流自适应调节器的双闭环调速系统 * 当电流连续时，它的工作情况同一般的双闭环调速系统完全一样；当电流断续时，电流自适应调节器能自动切换为I调节器，从而使系统的动态性能保持不变，消除了电流断续对动态特性的影响。 * 3.4.2 转速自适应调速器 为说明转速自适应调节的含义，从转速环的动态设计入手讨论。图3-25是转速、电流双环系统转速环的动态结构图。 * 图3-25转速环动态结构图 * 图中， 是系统机电时间常数。 把转速环动态结构图中的积分环节等效变换 （3-28） 式中， 为等效变换后的积分时间 常数。 * 当系统工作在弱磁调速时，系统的固有参数T将随磁通变化，而转速调节器的参数都是事先设计好的固定数，因此在弱磁调速时，随着磁通的变化，系统的动态性能将有明显的恶化。为此，必须采用转速自适应调节器，如图3-26所示。 * 图3-26具有转速自适应调节器的转速闭环动态结构图 * 如果加入自适应环节，则得到具有自适应环节的转速环动态结构图。 图3-27 具有自适应环节的转速环动态结构图 本章结束！ * * 图3-16 转速、电流双闭环直流调速系统的动态结构框图 * 图中 和 分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流 显露出来，如图3-16. * 3.3.2 转速、电流双闭环直流调速系统的动态过程分析 1.起动过程分析 图3-17是双闭环直流调速系统在带有负载 条件下起动过程的电流波形和转速波形。 * 图3-17 双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流波形 . 从图3-17可以看到，电流与转速变化过程所反映出的特点可以把起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段，转速调节器在此三个阶段中经历不饱和、饱和及退饱和三种情况。 * 第I阶段 是电流上升阶段：在这一阶段中，ASR很快进入并保持饱和状态，而ACR一般不饱和。 第Ⅱ阶段 是恒流升速阶段： 在这个阶段中，ASR始终是饱和的，转速环相当于开环，系统成为在恒值电流给定 下的电流调节系统，基本上保持电流 恒定。 * 第Ⅲ阶段( 以后)是转速调节阶段： 当转速上升到给定值 时，转速调节器ASR的输入偏差为零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值 ，所以电动机仍在加速，使转速超调。 * 综上所述，双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点： 饱和非线性控制； 转速超调； 准时间最优控制。 * 2.双闭环系统的抗扰性能分析 下面介绍两种典型扰动引起系统的动态过程。 (1)电网电压扰动 在双闭环系统中，由于电网电压扰动作用于电流环内，它将引起电流 变化。可以经过电流调节器调节 ，维持电流为给定值。由于电流环的惯性远小于转速环的惯性，调节速度快，因此当发生电网电压扰动时，不必等到转速变化才调节，而是在电流 变化后即可调节。 * 所以，双闭环系统对电网电压扰动调节及时，且所引起的动态速降也比单闭环系统小得多。 * (2)负载扰动 拖动系统负载的变化，称之为负载扰动。双闭环系统突加负载时，调节过程为： 当 时，转速不再下降，如图3-18所示。 * 图3-18 双闭环系统突加负载扰动时动态过程 * 但由于转速 仍小于 ， ，所以，上述调节过程还将进行，使 ≥ 。这时，电动机转速 n才开始回升，在 回