电力拖动自动控制系统——运动控制系统第4版教学课件作者阮毅陈伯时c2c2课件幻灯片.pptVIP

系统运行分析 如果负载是恒功率负载，则 Id 和 Ud 都保持满磁时的稳态值不变； 如果是恒转矩负载，则随着?下降， Id 和Ud 都上升，所以在电动势给定设置时留有5%的余量，让 Ud 可以上升到100% UN 。 转速调节器选择 为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器 ASR 中（见图 2-26b），现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型 Ⅱ 型系统，这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。 由此可见，ASR也应该采用PI调节器，其传递函数为 （2-70） 式中 Kn — 转速调节器的比例系数； ? n — 转速调节器的超前时间常数。 调速系统的开环传递函数 这样，调速系统的开环传递函数为 令转速环开环增益为 （2-72） 则 （2-71） 校正后的系统结构 n (s) + - U*n(s) ? c) 校正后成为典型 II 型系统 3. 转速调节器的参数计算 转速调节器的参数包括 Kn 和 ?n。按照典型Ⅱ型系统的参数关系，由式(2-38) （2-74） 再由式（2-39） （2-75） （2-76） 因此 参数选择 至于中频宽 h 应选择多少，要看动态性能的要求决定。 无特殊要求时，一般可选择 4. 转速调节器的实现 模拟式转速调节器电路 图2-27 含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器 图中 U*n —为转速给定电压， -? n —为转速负反馈电压， U*i —调节器的输出是电流调节器的给定电压。 转速调节器参数计算 (2-77) (2-78) (2-79) 转速环与电流环的关系： 外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点。这样做，虽然不利于快速性，但每个控制环本身都是稳定的，对系统的组成和调试工作非常有利。 设计举例： 请见教材例题2-1和例题2-2。 返回目录 *2.6 弱磁控制的直流调速系统 本节提要 调压与弱磁的配合控制 非独立控制励磁的调速系统 弱磁过程的直流电机数学模型和弱磁控制系统转速调节器的设计 *2.6.1 调压与弱磁的配合控制 概 述 在他励直流电动机的调速方法中，前面讨论的调电压方法是从基速（即额定转速 nN ）向下调速。 如果需要从基速向上调速，则要采用弱磁调速的方法，通过降低励磁电流，以减弱磁通来提高转速。 两种调速方式 1. 恒转矩调速方式 按照电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了充分利用电机，都应使电枢电流达到其额定值 IN。于是，由于电磁转矩 Te = Km? Id，在调压调速范围内，因为励磁磁通不变，容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”。 2. 恒功率调速方式 而在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，是为“恒功率调速方式”。 由此可见，所谓“恒转矩”和“恒功率”调速方式，是指在不同运行条件下，当电枢电流达到其额定值 IN 时，所容许的转矩或功率不变，是电机能长期承受的限度。实际的转矩和功率究竟有多少，还要由其具体的负载来决定。 恒转矩类型的负载适合于采用恒转矩调速方式，而恒功率类型的负载更适合于恒功率的调速方式。但是，直流电机允许的弱磁调速范围有限，一般电机不超过 1:2 ，专用的“调速电机”也不过是 1:3 或 1:4 。 调压和弱磁配合控制 当负载要求的调速范围更大时，就不得不采用调压和弱磁配合控制的办法，即在基速以下保持磁通为额定值不变，只调节电枢电压，而在基速以上则把电压保持为额定值，减弱磁通升速，这样的配合控制特性示于下图。 电枢电压与励磁配合控制特性 Te ?N ? nN nmax 变电压调速 弱磁调速 UN U P ? P Te U n O 图2-35 变压与弱磁配合控制特性 从图中可知：调压与弱磁配合控制只能在基速以上满足恒功率调速的要求，在基速以下，输出功率不得不有所降低。 *2.6.2 非独立控制励磁的调速系统 1. 系统设计要点： 在基速以下调压调速时，保持磁通为额定值不变； 在基速以上弱磁升速时，保持电压为额定值不变； 弱磁升速时，由于转速升高，使转速反馈电压也随着升高Un，因此必须同时提高转速给定电压Un*，否则转速不能上升。 2. 独立控制励磁的调速系统 独立控制励磁的调速系统结构 - AFR + GTFC Uif