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雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-08-11

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轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PID調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動，突加負(fù)載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)難以滿足需要，這主要是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。這時候就需要雙閉環(huán)控制系統(tǒng)了[6]。因為雙閉環(huán)采用轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器，能同時存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋，又能分別在不同的階段起作用。 2.3.1 直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PID調(diào)節(jié)器。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運算放大器的倒相作用。圖中還表示了兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，即分別是引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實行嵌套（或稱串級）聯(lián)結(jié)，如圖2-4所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PID調(diào)節(jié)器。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運算放大器的倒相作用。圖中還表示了兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm [7] 。圖1-1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖圖2-4 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖圖中，ASR：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；ACR—電流調(diào)節(jié)器；TG—測速發(fā)電機(jī)；TA 圖2-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 2.3.2 轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的作用分析轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用： 1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它是轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓Un變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PID調(diào)節(jié)器: 回答者：網(wǎng)友

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