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所在位置:工控博客苑 -- PLC解密 -- 直流拖动控制系统

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李先生

     学历:大学专科
     职称:技师
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发表人:广见PLC 发表时间:2008/12/2 11:25:00

 

发表新论题

 本栏论题: 直流拖动控制系统  [12745]
    第1篇 直流拖动控制系统
    直流电动机稳态表达式
   
    式中: —转速(r/min), —电枢电压(V), —电枢电流(A), —电枢回路总电阻(Ω), —励磁磁通(Wb), —电动势常数。
    调节电动机转速的三种方法:(1)调节电枢供电电压 ;(2)减弱励磁磁通 ;(3)改变电枢回路电阻 。
    以调节电枢供电电压的方式为最好,改变电阻只能有级调速,减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只是配合调压方案,在基速(额定转速)以上作小范围的弱磁升速。因此,自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。
    第1章 闭环控制的直流调速系统
    1.1 直流调速系统用的可控直流电源
    调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源,常用的可控直流电源有以下三种:
    (1)旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
    (2)静止式可控整流器——用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。
    (3)直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。
    1.1.1 旋转变流机组
    由交流电动机(异步机或同步机)拖动直流发电机G实现变流,由G给需要调速的直流电动机M供电,调节G的励磁电流 即可改变其输出电压 ,从而调节电动机的转速 。简称G-M系统,国际上通称Ward-Leonard系统。
   
    图1.1 G-M系统
   
    图1-1 旋转变流机组供电的直流调速系统(G-M系统),图1-2采用变流机组供电时电动机可逆运行的机械特性,能够实现四象限运行。
    包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,因此设备多,体积大,费用高,效率低,安装须打地基,运行有噪声,维护不方便。
    1.1.2 静止式可控整流器
    图1-3是晶闸管-电动机调速系统(简称V-M系统,又称静止的Ward-Leonard系统)的简单原理图,图中VT是晶闸管可控整流器。通过调节触发装置GT的控制电压 来移动触发脉冲的相位,即可改变整流电压 ,从而实现平滑调速。
   
    图1.3 V-M 系统
    晶闸管可控整流器的功率放大倍数在10 以上,在控制的快速性上,变流机组是秒级,而晶闸管整流器是毫秒级,这将会大大提高系统的动态性能。
    由于晶闸管的单向导电性,给系统的可逆运行造成困难。必须进行四象限运行时,只好采用正、反两组全控整流电路,所用变流设备要增多一倍。
    晶闸管对过电压、过电流和过高的 与 都十分敏感,其中任一指标超过允许值都可能在很短的时间内损坏器件,因此必须有可靠的保护电路和符合要求的散热条件,而且在选择器件时还应留有适当的余量。
    最后,谐波与无功功率造成的“电力公害”是晶闸管可控整流装置进一步普及的障碍。
    1.1.3 直流斩波器或脉宽调制变换器
   
    直流斩波器-电动机系统的原理图示于图1-5,其中VT用开关符号表示电力电子开关器件,VD表示续流二极管。当VT导通时,直流电源电压 加到电动机上;当VT关断时,直流电源与电机脱开,电动机电枢经VD续流,两端电压接近于零。如此反复,得电枢端电压波形 ,如图1-5b,电源电压 在 时间内被接上,又在 时间内被斩断,故称“斩波”。这样,电动机得到的平均电压为
   
    式中 —功率开关器件的开关周期; —开通时间; —占空比, ,f为开关频率。
    图1-6绘出了一种可逆脉宽调速系统的基本原理图(略去续流二极管),由 4个电力电子开关器件构成桥式(或称H型)可逆脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)变换器。 和 同时导通或关断, 和 同时通断,使电动机M的电枢两端承受电压 或 。改变两组开关器件导通的时间,也就改变了电压脉冲的宽度,得到电动机两端电压波形。
   
    如果用 表示 和 导通的时间,开关周期 和占空比 的定义和上面相同,则电动机电枢端电压平均值为
   
    PWM的优越性:(1)主电路线路简单,需用的功率器件少;(2)开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小;(3)低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,可达1:10000左右;(4)若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强;(5)功率开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置效率较高;(6)直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高。
    1.2 晶闸管-电动机系统(V-M系统)的主要问题
    *1.2.1 触发脉冲相位控制
    调节控制电压 ,移动触发装置输出脉冲的相位,即可改变可控整流器输出瞬时电压 的波形,以及输出平均电压 。如果把整流装置内阻 移到装置外边,看成是其负载电路电阻的一部分,那么,整流电压便可以用其理想空载瞬时值 和平均值 来表示。瞬时电压平衡方程式可写作 ,图1-7 V-M系统主电路的等效电路图。
   
    图1-7 V-M系统主电路的等效电路图
    对于一般的全控整流电路,当电流波形连续时,理想空载整流电压平均值 ,
   
    式中 —从自然换相点算起的触发脉冲控制角; — =0时的整流电压波形峰值; —交流电源一周内的整流电压脉波数;对于不同的整流电路,它们的数值如表1-1所示。
    表1-1 不同整流电路的整流电压波形峰值、脉波数及平均整流电压
    整流电路 单相全波 三相半波 三相全波 六相半波
   
    *
   
   
   
   
   
    2 3 6 6
   
   
   
   
   
   
    * 是整流变压器二次侧额定相电压的有效值
    当 时, ,晶闸管装置处于整流状态,电功率从交流侧输送到直流侧;当 时, ,装置处于有源逆变状态,电功率反向传送。
    *1.2.2 电流脉动及其波形的连续与断续
    整流电路输出电压波形不可能象直流发电机那样平直。除非主电路电感 ,否则输出电流总是脉动的。由于电流波形的脉动,可能出现电流连续和断续两种情况。
    当V-M系统主电路有足够大的电感量,而且电动机的负载也足够大时,整流电流便具有连续的脉动波形,如图1-9a所示。当电感量较小或负载较轻时,电感中的储能较少;等到电流下降而下一相尚未被触发以前,电流已经衰减到零,于是,便造成电流波形断续的情况,如图1-9b所示。
   
    *1.2.3 抑制电流脉动的措施
    脉动电流会增加电机的发热,产生脉动转矩,为了避免或减轻这种影响,须采用抑制电流脉动的措施,主要是:
    (1)增加整流电路相数,或采用多重化技术;
    (2)设置平波电抗器。
    1.2.4 晶闸管-电动机系统的机械特性
    当电流连续时,V-M系统的机械特性方程式为
    式中, ——电机在额定磁通下的电动势系数。
    图1-10 电流连续时V-M系统的机械特性,改变控制角 ,得一族平行直线,只要电流连续,晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。
   
    图1-10 电流连续时V-M系统的机械特性
    当电流断续时,机械特性方程要复杂得多。以三相半波整流电路构成的V-M系统为例,电流断续时机械特性
   
   
    式中 ; —电流脉波的导通角。
    图1-11绘出了完整的V-M系统机械特性,其中包含了整流状态( )和逆变状态( ),电流连续区和电流断续区。当电流连续时,特性比较硬;断续段特性则很软,而且呈显著的非线性,理想空载转速翘得很高。
   
    图1-11 完整的V-M系统机械特性
    1.2.5 晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数
    用实验方法测出该环节的输入-输出特性 曲线,图1-13是采用锯齿波触发器移相时的特性。
   
    图1-13 移相特性
    晶闸管触发和整流装置的放大系数 可由工作范围内的特性斜率决定,计算方法是:
   
    如果不可能实测特性,只好根据装置的参数估算。
    在动态过程中,可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节,其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。图1-14 晶闸管触发与整流装置的失控时间,失控时间 是随机的,最大可能的失控时间就是两个相邻自然换相点之间的时间,与交流电源频率和整流电路形式有关,由下式确定:
   
    式中 —交流电源频率; — 一周内整流电压的脉波数。
   
    相对于整个系统的响应时间来说, 是不大的,在一般情况下,可取其统计平均值 ,并认为是常数。或者按最严重的情况考虑,取 。表1-2列出了不同整流电路的失控时间。
    表1-2 各种整流电路的失控时间(f =50Hz)
    整流电路形式 最大失控时间 (ms)
    平均失控时间 (ms)
   
    单相半波
    单相桥式(全波)
    三相半波
    三相桥式、六相半波 20
    10
    6.67
    3.33 10
    5
    3.33
    1.67
    晶闸管触发与整流装置的输入-输出关系为
    晶闸管装置的传递函数为
    按台劳级数展开,则
   
    考虑到 很小,可忽略高次项,则传递函数便近似成一阶惯性环节
   
    其动态结构图示于图1-15。
    1.3直流脉宽调速系统的主要问题
    *1.3.1 PWM变换器的工作状态和电压、电流波形
    脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电机转速。
    1、不可逆PWM变换器
    图1-16a是简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统主电路原理图,又称直流降压斩波器。 为直流电源电压,C为滤波电容器,VT为功率开关器件,VD为续流二极管,M为直流电动机,VT的控制极由脉宽可调的脉冲电压序列 驱动。
   
    在一个开关周期内,当 时, 为正,VT导通,电源电压通过VT加到电动机电枢两端; 时, 为负,VT关断,电枢失去电源,经VD续流。这样,电动机两端得到的平均电压为
   
    式中 为PWM波的占空比,改变 ( )即可调节电动机的转速。若令 为PWM电压系数,则在不可逆PWM变换器中 。
    2、桥式可逆PWM变换器
    图1-18 可逆桥式PWM变换器(亦称H型),电动机M两端电压 的极性随开关器件驱动电压极性的变化而改变,其控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种,这里只着重分析最常用的双极式控制的可逆PWM变换器。
   
    c
    在一个开关周期内,当 时, ,电枢电流 沿回路1流通;当 时,驱动电压反号, 沿回路2经二极管续流, 。因此, 在一个周期内具有正负相间的脉冲波形,这是双极式名称的由来。
    双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为
   
    若占空比 和电压系数 的定义与不可逆变换器中相同,则在双极式控制的可逆变换器中 。
    调速时, 的可调范围为 ,相应地, 。当 时, 为正,电动机正转;当 时, 为负,电动机反转;当 时, =0,电动机停止。
    1.3.2 直流脉宽调速系统的机械特性
    所谓稳态,是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态,机械特性是平均转速与平均转矩(电流)的关系。
    对于双极式控制的可逆电路(图1-18),电压方程为
   
   
    其平均值方程都可写成
    则机械特性方程式为
    或用转矩表示,
    式中, —电机在额定磁通下的转矩系数; —理想空载转速,与电压系数 成正比。图1-20绘出了第一、二象限的机械特性,可扩展到第三、四象限。
   
    图1-20 第一、二象限的机械特性
    1.3.3 PWM控制与变换器的数学模型
   
    图1-21绘出了PWM控制器和变换器的框图, —PWM变换器输出的直流平均电压; —PWM控制器输出到主电路开关器件的驱动电压; —PWM控制器的控制电压。
    PWM控制与变换器(简称PWM装置)也可以看成是一个滞后环节,其传递函数可以写成
   
    其中 —PWM装置的放大系数; —PWM装置的延迟时间, 。
   
    1.3.4 电能回馈与泵升电压的限制
    PWM变换器的直流电源通常由交流电网经不可控的二极管整流器产生,并采用大电容C滤波,以获得恒定的直流电压 ,突加电源时产生很大的充电电流,容易损坏整流二极管。为了限制充电电流,在整流器和滤波电容之间串入限流电阻 (或电抗),合上电源以后,延时用开关将 短路,以免在运行中造成附加损耗。
    由于直流电源靠二极管整流器供电,当电机制动时,不可能回馈电能,只好对滤波电容充电,这将使电容两端电压升高,称作“泵升电压”。可以采用图1-22中的镇流电阻 来消耗掉部分动能。 的分流电路靠开关器件 在泵升电压达到允许数值时接通。
   
    图1-22 泵生电压抑制电路
    1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计
    1.4.1 转速控制的要求和调速指标
    对于调速系统转速控制的要求有以下三个方面:
    (1)调速—在一定的最高转速和最低转速范围内,分档地(有级)或平滑地(无级)调节转速;
    (2)稳速—以一定的精度在所需转速上稳定运行,在各种干扰下不允许有过大的转速波动;
    (3)加、减速—频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快,不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起,制动尽量平稳。
    为了进行定量的分析,可以针对前两项要求定义两个调速指标,叫做“调速范围”和“静差率”。这两个指标合称调速系统的稳态性能指标。
    1、调速范围
    生产机械要求电动机提供的最高转速 和最低转速 之比叫做调速范围,用字母D表示,即 ,其中 和 一般都指电机额定负载时的最高和最低转速,对于少数负载很轻的机械,也可用实际负载时的最高和最低转速。
    2、静差率
    负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 ,与理想空载转速 之比,称作静差率s,即 ,或用百分数表示 ,静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的。它和机械特性的硬度有关,特性越硬,静差率越小,转速的稳定度就越高。然而静差率与机械特性硬度又是有区别的。对于同样硬度的特性,理想空载转速越低时,静差率越大,转速的相对稳定度也就越差。
    3、调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系
    调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的,必须同时提才有意义,调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。
    静差率应该是最低速时的静差率,即 ,最低转速为 ,而调速范围为 。
    调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系 ,一个调速系统的调速范围,是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
    1.4.2 开环调速系统及其存在的问题
    开环调速系统调节控制电压 就可以改变电动机的转速,实现一定范围内的无级调速,但开环调速系统静差率不高,往往不能满足生产机械的要求。
    由例1.2可以看出,开环调速系统的额定速降是275 r/min,而生产工艺的要求却只有2.63r/min,相差几乎百倍!开环调速已无能为力,需采用反馈控制的闭环调速系统。
    1.4.3 闭环调速系统的组成及其静特性
    反馈控制的闭环直流调速系统,其原理框图示于图1-24。
   
    转速负反馈直流调速系统中各环节的稳态关系如下:
    电压比较环节 ,放大器 ,电力电子变换器 ,调速系统开环机械特性 ,测速反馈环节 。
    转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式
   
    式中 ,称作闭环系统的开环放大系数,图1-25转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图。
   
    1-25转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图
    1.4.4 开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系
    系统的开环机械特性为
    而闭环时的静特性可写成
    其中 和 分别表示开环和闭环系统的理想空载转速; 和 分别表示开环和闭环系统的稳态速降。
    (1)闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多
    开环系统和闭环系统的转速降落分别为
    它们的关系是 ,当K值较大时, 比 小得多,也就是说,闭环系统的特性要硬得多。
    (2)闭环系统的静差率要比开环系统小得多
    闭环系统和开环系统的静差率分别为 和
    按理想空载转速相同的情况比较,则 时,
    (3)如果所要求的静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围
    开环时 ,闭环时 , 。
    (4)要取得上述三项优势,闭环系统必须设置放大器,且K足够大。
    可得下述结论:闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定静差率的要求下,能够提高调速范围,为此所需付出的代价是,须增设放大器以及检测与反馈装置,例题1-3
    闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用,在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化,图1-26。
   
    1.4.5 反馈控制规律
    转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统,具有以下三个基本特征:
    1、只用比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍是有静差的,叫做有静差调速系统
    闭环系统的稳态速降为 ,只有 ,才能使 =0。
    2、反馈控制系统的作用是:抵抗扰动, 服从给定
    图1-27 闭环调速系统的给定作用和扰动作用,反馈控制系统的规律是:一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用;另一方面,则紧紧地跟随着给定作用。
    3、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
    反馈控制系统无法抑制给定和反馈检测装置的误差。
   
    1.4.7 限流保护——电流截止负反馈
    1、问题的提出
    直流电动机起动时,会产生很大的冲击电流,堵转时,电流将远远超过允许值。
    解决办法:引入电流截止负反馈,简称截流反馈。
    2、电流截止负反馈环节
   
   
   
    电流截止负反馈环节如图1-29所示, 为临界的截止电流,当电流大于 时,将电流负反馈信号加到放大器的输入端,当电流小于 时,将电流反馈切断,输入-输出特性如图1-30所示。
   
   
    3、带电流截止负反馈闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性
   
    系统稳态结构图1-31,当 时,电流负反馈被截止,静特性只有转速负反馈调速系统的静特性, ,
    后,引入了电流负反馈,静特性变成
   
    静特性示于图1-32,电流负反馈被截止的CA段,它就是闭环调速系统本身的静特性,显然是比较硬的。电流负反馈起作用后,相当于图中的AB段。
   
    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 ,因而稳态速降极大,特性急剧下垂。(2)比较电压 与给定电压 的作用一致,好象把理想空载转速提高到D点 。这样的两段式静特性常称作下垂特性或挖土机特性,令 ,得 ,一般 ,因此 , 应小于电机允许的最大电流,一般为(1.5~2) 。
    1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计
    引入了转速负反馈,且放大系数足够大时,就可以满足系统的稳态性能要求。然而放大系数太大又可能引起闭环系统不稳定,这时应再增加动态校正措施,才能保证系统的正常工作,此外,还须满足系统的各项动态指标的要求。
    1.5.1 反馈控制闭环直流调速系统的动态数学模型
    建立系统动态数学模型的基本步骤如下:(1)根据系统中各环节的物理规律,列出描述该环节动态过程的微分方程;(2)求出各环节的传递函数;(3)组成系统的动态结构图并求出系统的传递函数。
    电力电子变换器:
    他励直流电动机在额定励磁下的等效电路绘于图1-33,动态电压方程为 ,忽略粘性磨擦及弹性转矩,电机轴上的动力学方程为 ,额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为 、 。
    整理后得: 、 ,式中 负载电流。
    传递函数 、
    动态结构图分别画在图1-34a和b中,直流电动机的动态结构图如图1-34c。直流电动机有两个输入量,一个是施加在电枢上的理想空载电压,另一个是负载电流。前者是控制输入量,后者是扰动输入量。
    额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节, 和 两个时间常数分别表示机电惯性和电磁惯性。若 ,传递函数可以分解成两个惯性环节;若 ,则是一个二阶振荡环节,机械和电磁能量互相转换,使电机的运动过程带有振荡的性质。
    比例放大器和测速反馈环节的传递函数:
   
    闭环直流调速系统的动态结构图,如图1-36所示。带比例放大器的闭环直流调速系统可以近似看作是一个三阶线性系统,反馈控制闭环直流调速系统的开环传递函数是
   
    ,式中 。
    设 ,从给定输入作用上看,闭环直流调速系统的闭环传递函数是
   
   
    1.5.2 反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件
    反馈控制闭环直流调速系统的特征方程为
   
    系统稳定的充分必要条件是
    或
    整理后得 ,临界放大系数 时,系统将不稳定。
    系统稳态参数计算例题1-4,系统稳定性分析例题1-5。
    1.6 比例积分控制规律和无静差调速系统
    采用比例(P)放大器控制的直流调速系统是有静差的调速系统,还存在稳定性与稳态精度的矛盾。采用积分(I)调节器或比例积分(PI)调节器代替比例放大器,构成无静差调速系统。1.6.1 积分调节器和积分控制规律
    图1-43a积分调节器(I调节器)的原理图,
    ,式中, ——积分时间常数。
    当 的初始值为零时,积分调节器的输出时间特性,如图1-43b, ,积分调节器的传递函数为 ,其伯德图绘于图1-43c。
    控制电压 是转速偏差电压 的积分, ,若初值不是零,还应加上初始电压 ,则积分式变成 ,图1-45积分调节器的输入和输出动态过程。
    只有 , =0时, 才停止积分;当 =0时, 并不是零,而是一个终值 ;如果 不再变化,这个终值便保持恒定而不再变化,这是积分控制的特点。因此,积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速。
    当负载突增时,有静差调速系统的转速n、偏差电压和控制电压 Uc的变化过程示于下图1-44,积分控制的无静差调速系统动态过程曲线示于图1-46。
   
    图1-44 图1-46
    可得下述论断:比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状,而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
    1.6.2 比例积分控制规律
    从无静差的角度表明了积分控制优于比例控制的地方,但在控制的快速性上,积分控制却又不如比例控制(见图1-43b)。
    比例积分调节器,其输出是由比例和积分两部分相加而成的,
   
    式中 —PI调节器比例部分的放大系数; ——PI调节器的积分时间常数。
    PI调节器的传递函数 ,
    令 ,则PI调节器的传递函数也可以写成如下的形式
   
    PI调节器也可以用一个积分环节和一个比例微分环节来表示, 是微分项中的超前时间常数,它和积分时间常数τ的物理意义是不同的。
    在零初始状态和阶跃输入下,PI调节器输出电压的时间特性示于图1-39,从这个特性可以看出比例积分作用的物理意义。
    图1-47 比例积分调节器的输入和输出动态过程,由此可见,比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点,又克服了各自的缺点,扬长避短,互相补充。比例部分能迅速响应控制作用,积分部分则最终消除稳态偏差。
    1.6.3 无静差直流调速系统及其稳态参数计算
    图1-48是一个无静差直流调速系统的实例,采用比例积分调节器以实现无静差,采用电流截止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA为检测电流的交流互感器,经整流后得到电流反馈信号 。当电流超过截止电流 时, 高于稳压管VST的击穿电压,使晶体三极管VBT导通,则PI调节器的输出电压 接近于零,电力电子变换器UPE的输出电压 急剧下降,达到限制电流的目的。
    当电动机电流低于其截止值时,上述系统的稳态结构图示于图1-49,无静差调速系统的理想静特性如图1-50所示。当 时,系统无静差,静特性是不同转速时的一族水平线。当 时,电流截止负反馈起作用,静特性急剧下垂,基本上是一条垂直线。整个静特性近似呈矩形。
    无静差调速系统的稳态参数计算,在理想情况下,稳态时 =0,因而 ,转速反馈系数 ,式中 —电动机调压时的最高转速; —相应的最高给定电压。电流截止环节的参数很容易根据其电路和截止电流 值计算出。
    1.5.3 动态校正——PI调节器的设计
    对于带电力电子变换器的直流闭环调速系统,由于其传递函数的阶次较低,一般采用PI调节器的串联校正方案就能完成动态校正的任务。在设计校正装置时,主要的研究工具是伯德图(Bode diagram)。
    在实际系统中,动态稳定性不仅必须保证,而且还要有一定的裕度。用来衡量最小相位系统稳定裕度的指标是:相角裕度γ和增益裕度GM。一般要求γ=30 60°,GM 6dB,保留适当的稳定裕度,是考虑到实际系统各环节参数发生变化时不致使系统失去稳定。
    在分析闭环系统性能时,将伯德图分成低、中、高三个频段。图1-37绘出了自动控制系统的伯德图,从三个频段的特征可以判断系统的性能,这些特征包括以下四个方面:
    (1) 中频段以-20dB/dec的斜率穿越零分贝线,而且这一斜率能覆盖足够的频带宽度,
    则系统的稳定性好;
    (2) 截止频率(或称剪切频率) 越高,则系统的快速性越好;
    (3) 低频段的斜率陡、增益高,说明系统的稳态精度高;
    (4) 高频段衰减越快,即高频特性负分贝值越低,说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。
    以上四个方面常常是互相矛盾的。对稳态精度要求很高时,常需要放大系数大,却可能使系统不稳定;加上校正装置后,系统稳定了,又可能牺牲快速性;提高截止频率可以加快系统的响应,又容易引入高频干扰。
   
    1.6.3 系统设计举例与参数计算例题1-8
   
 

以下是关于《直流拖动控制系统》论题的回复(共2篇)

回复人:家用太阳能发电

 回复时间:2014/12/1 11:52:00

    罗斯蒙特变送器3051系列产品使用时候,输出过小或没有输出,该怎么办?
    罗斯蒙特变送器

回复人:wly1984

 回复时间:2015/1/30 12:59:00

    符合实际

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