第八节 限流保护——电流截止.pptVIP

第八节 限流保护——电流截止负反馈 ? 问题的提出 起动的冲击电流——直流电动机全电压起动时，如果没有限流措施，会产生很大的冲击电流，这不仅对电机换向不利，对过载能力低的电力电子器件来说，更是不能允许的。 闭环调速系统突加给定起动的冲击电流——采用转速负反馈的闭环调速系统突然加上给定电压时，由于惯性，转速不可能立即建立起来，反馈电压仍为零，相当于偏差电压，差不多是其稳态工作值的 1+K 倍。 问题的提出（续） 这时，由于放大器和变换器的惯性都很小，电枢电压一下子就达到它的最高值，对电动机来说，相当于全压起动，当然是不允许的。 堵转电流——有些生产机械的电动机可能会遇到堵转的情况。例如，由于故障，机械轴被卡住，或挖土机运行时碰到坚硬的石块等等。由于闭环系统的静特性很硬，若无限流环节，硬干下去，电流将远远超过允许值。如果只依靠过流继电器或熔断器保护，一过载就跳闸，也会给正常工作带来不便。 ? 解决办法 电枢串电阻起动 引入电流截止负反馈 加积分给定环节 本节主要讨论如何采用电流截止负反馈来限制起动电流。 电流负反馈作用机理 为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须有自动限制电枢电流的环节。 根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入电流负反馈，应该能够保持电流基本不变，使它不超过允许值。 电流负反馈引入方法 仅采用电流负反馈，不要转速负反馈 这种系统的静特性如图中B 线，特性很陡。显然仅对起动有利，对稳态运行不利。 Idbl n0 Id O n0 A—转速负反馈特性 B—电流负反馈特性 调速系统静特性 M + - Ud Id Rs Ui 接放大器 M 同时采用转速和电流负反馈 1. 电流检测与反馈 （1）电枢回路串检测电阻。 （2）电枢回路接直流互感器。 （3）交流电路接交流互感器。 （4）采用霍尔传感器。 电流检测与反馈电路 电流截止负反馈 考虑到，限流作用只需在起动和堵转时起作用，正常运行时应让电流自由地随着负载增减。 如果采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。这种方法叫做电流截止负反馈，简称截流反馈。 1. 电流截止负反馈环节 图1-29 电流截止负反馈环节 a）利用独立直流电源作比较电压 M + + - - Ud Id Rs VD Ui Ucom 接放大器 M b) 利用稳压管产生比较电压 Ubr M + - Ud Id Rs VS Ui 接放大器 M 电流截止负反馈环节（续） 封锁运算放大器的电流截止负反馈环节 Ubr M + - Ud Id Rs VS Ui + + R1 Uex Uin R0 + VT M 2. 系统稳态结构 O Ui Id Rs - Ucom 图1-30 电流截止负反馈环节的I/O特性 图1-31 带电流截止负反馈的闭环直流调速稳态结构框图 n Kp Ks ? 1/Ce U*n Uc Ui Id E Ud0 Un + + - - R Rs - Ucom Id Rs - Ucom - + + 3. 静特性方程与特性曲线 由图1-31可写出该系统两段静特性的方程式。 当 Id ≤ Idcr 时，电流负反馈被截止，静特性和只有转速负反馈调速系统的静特性式（1-35）相同，现重写于下 （1-35） 当 Id ? Idcr时，引入了电流负反馈，静特性变成 （1-41） Idbl Idcr n0 Id O n0 A B 图1-32 带电流截止负反馈闭环调速系统的静特性 D C 静特性两个特点 （1）电流负反馈的作用相当于在主电路中串入 一个大电阻 Kp Ks Rs ，因而稳态速降大，特性急剧下垂。 （2）比较电压 Ucom 与给定电压 Un* 的作用一致，好象把理想空载转速提高到 （1-42） 这样的两段式静特性常称作下垂特性或挖土机特性。当挖土机遇到坚硬的石块而过载时，电动机停下，电流也不过是堵转电流，在式（1-41）中，令 n = 0，得 （1-43） 一般 Kp Ks Rs R，因此 （1-44） 4. 电流截止负反馈环节参数设计 Idbl应小于电机允许的最大电流，一般取 Idbl =（1.5~2） IN 从调速系统的稳态性能上看，希望稳态运