时,启动电流成方波形,而转速是线性增长的。这是在最
f大电流(转矩)受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。实际上,由于主电路电感的作用,电流不能突跳,为了实现在允许条件下最
快启动,关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程,按照反馈控制规律,采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变,那么采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈,而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端,到达稳态转速后,又希望只要转速负反馈,不再靠电流负反馈发挥主作用,因此我们采用双闭环调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。
12双闭环直流调速系统的组成
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级连接,如图2所示,即把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做环;转速环在外面,叫做外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。
该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度,使系统在稳态运行时得到无静差调速,又能提高系统的稳定性;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转速、电流双闭环直流调速系统
f图中U
、U
转速给定电压和转速反馈电压;Ui、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
13双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性
Id
R
U
ASRUi
Ui
ACRUctUPEUd0
IdR
Ks
E1Ce
U
图3:双闭环直流调速系统的稳态结构图
双闭环直流系统的稳态结构图如图3所示,分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI调节器的稳态特征。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U在稳太时总是为零。
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。
1.转速调节器不r