双闭环直流调速系统的研究
摘要：随着社会的发展与进步，重视双闭环直流调速系统的研究对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍双闭环直流调速系统的研究的有关内容。
关键词双闭环；直流；调速；系统；原理；结构；仿真；引言
目前，需要高性能可控调速系统的领域多数都采用直流调速系统。转速、电流双闭环调速系统（简称双闭环调速系统）是由单闭环调速系统发展而来的。单闭环调速系统可以实现转速调节无静差，但单闭环调速系统中用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器动态参数的调整，而用两个调节器分别调节转速和电流，构成转速、电流双闭环调速系统，则可以获得近似理想的过渡过程。
一、双闭环直流调速系统原理
双闭环直流调速系统具有良好的稳态和动态性能，它已经成为应用非常广泛的一种调速系统。
在转速、电流双闭环调速系统中，既要控制转速，实现转速无静差调节，又要控制电流使系统在充分利用电动机过载能力的条件下获得最佳过渡过程，其关键是处理好转速控制与电流控制之间的关系，就是将二者分开，用转速调节器ASR调节转速，用电流调节器ACR调节电流。ASR与ACR之间实现串级联接，即以ASR的输出电压Ui作为电流调节器的电流给定信号，再用ACR的输出电压Uc作为晶闸管触发电路的移相控制电压。从闭环反馈的结构看，转速环在外面为外环，电流环在里面为内环。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具有输入、输出限幅电路PI调节器，且转速与电流都采用负反馈闭环。
双闭环调速系统中转速调节器的作用为：（1）实现转速调节无静差，使转速
跟随给定电压变化；（2）对负载变化起抗扰作用；（3）能对电流环进行饱和非线性控制，且其输出限幅值决定允许的最大电流。电流调节器的作用为：（1）对电网电压波动起及时抗扰作用；（2）起动时保证获得允许的最大电流，实现最佳起动过程；（3）在转速调节过程中，能使电流跟随其给定电压变化；（4）静态时依靠ACR的恒流调节作用可获得理想的下垂特性；（5）当电动机过载甚至堵转时，可限制最大电枢电流，起到快速的安全保护作用，一旦故障消失，系统能自动恢复正常。
二、系统动态结构分析
（1）动态启动过程分析。双闭环直流调速系统突加给定电压U
由静止状态启动时，转速和电流的动态启动过程如图1所示。由于在起动过程中，转速
f调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成图中标明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段r