現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)課件第1頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日第2章多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

所謂多環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，是指按一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)組成的具有兩個或兩個以上閉環(huán)的控制系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是性能優(yōu)良、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。作為各種交直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，本章著重闡述其基本結(jié)構(gòu)、控制規(guī)律、性能特點、改進方法及實際應(yīng)用；另外簡單介紹了三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)；最后，介紹了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB/Simulink建模與仿真。現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第2頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日第2章多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.2雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能分析及性能改進2.3雙閉環(huán)直流調(diào)速控制模塊的應(yīng)用2.4三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB/Simulink

建模與仿真本章小結(jié)現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第3頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.1轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

2.1.1理想的起動電流波形2.1.2轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成

2.1.3雙閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性

2.1.4雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第4頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.1.1理想的起動電流波形問題的提出

第1章中表明：采用PI調(diào)節(jié)器又帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下實現(xiàn)無靜差調(diào)速，并限制了起動時的最大電流。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)難以滿足需要。主要原因

單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)不能很理想地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。

現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第5頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日理想的起動過程圖2-2調(diào)速系統(tǒng)理想的快速起動過程圖2-1帶電流截止負反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動轉(zhuǎn)速、電流波形現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第6頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日性能比較

帶電流截止負反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程如圖2-1所示，起動電流達到最大值Idm

后，受電流負反饋的作用降低下來，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，使起動時間延長。圖2-1現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第7頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日性能比較（續(xù)）

理想起動過程波形如圖2-2所示，這時，起動電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動過程。圖2-2現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第8頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日解決思路

為了實現(xiàn)最快起動，須獲得一段最大值Idm的恒流過程。

按照反饋控制規(guī)律，采用電流負反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。

工程上常采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)負反饋方式。現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第9頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.1.2轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成

內(nèi)環(huán)外環(huán)圖2-3轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器TG—測速發(fā)電機TA—電流互感器UPE—電力電子變換器1．系統(tǒng)組成現(xiàn)代調(diào)速控制系統(tǒng)高職高專ppt課件第10頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2．系統(tǒng)工作原理

電流環(huán)是由電流調(diào)節(jié)器ACR和電流反饋環(huán)節(jié)組成的閉合回路，其主要作用是通過電流檢測元件的反饋作用穩(wěn)定電流。

轉(zhuǎn)速環(huán)是由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和轉(zhuǎn)速負反饋環(huán)節(jié)組成的閉合回路，其主要作用是通過轉(zhuǎn)速檢測元件的信號穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，最終消除轉(zhuǎn)速偏差。第11頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.1.3

雙閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性

系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖2-4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù);—電流反饋系數(shù)

Ks

1/CeU*nUcIdEnUd0Un++-ASR+U*i-R

ACR-UiUPE第12頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握ASR的穩(wěn)態(tài)特性，其一般有兩種狀態(tài)：飽和——輸出達到限幅值

當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。不飽和——輸出未達到限幅值

此時的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器都不飽和，都發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用。在處于穩(wěn)定狀態(tài)時，他們的輸出偏差電壓都是零。第13頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時,可得轉(zhuǎn)速為正常運行時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有飽和與不飽和兩種情況。圖2-5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性得圖2-5所示的靜特性的CA段,即運行段，它是水平的特性。第14頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和狀態(tài)圖2-5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性

得圖2-5所示的靜特性的AB

段,它是垂直的特性。

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和時，ASR的輸出達到限幅值U*im

，轉(zhuǎn)速環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)變成了一個電流無靜差的電流單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時，有

第15頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.1.4雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算

當(dāng)系統(tǒng)的ASR和ACR兩個調(diào)節(jié)器都不飽和且系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，各變量之間的關(guān)系為:

（2－4）

（2－5）

（2－6）第16頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日由以上表達式可知，在穩(wěn)態(tài)工作點上：轉(zhuǎn)速n

是由給定電壓U*n決定的；ASR的輸出量Ui*是由負載電流IdL

決定的；控制電壓Uc的大小則同時取決于n

和Id，或者說，同時取決于Un*和IdL。第17頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)和電流反饋系數(shù)可分別通過下面兩式計算:轉(zhuǎn)速反饋系數(shù):（2－7）電流反饋系數(shù):（2－8）

反饋系數(shù)的計算第18頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能分析及性能改進2.2.1起動過程分析

2.2.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能2.2.3轉(zhuǎn)速-電流調(diào)節(jié)器的作用2.2.4起動過程特點2.2.5動態(tài)性能改進—轉(zhuǎn)速微分負反饋第19頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2.1起動過程分析

動態(tài)結(jié)構(gòu)圖

圖2-6雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖第20頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

起動過程分析

前面已指出，設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個重要目的就是要獲得接近于圖2-2所示的理想起動過程。因此在分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能時，有必要首先探討它的起動過程。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓Un*由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程示于下圖2-7。第21頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日圖2-7雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程轉(zhuǎn)速和電流波形

n

OOttIdm

IdL

Id

n*

IIIIIIt4

t3

t2

t1

在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個階段。第22頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

第I階段（0~t1）電流上升的階段

突加給定電壓Un*后，Id上升，當(dāng)Id

小于負載電流IdL

時，電機還不能轉(zhuǎn)動。

當(dāng)Id≥IdL

后，電動機開始起動，由于慣性作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓迅速達到限幅值U*im，強迫電流Id

迅速上升，直到Id=Idm

，本階段結(jié)束。本階段中，ASR很快進入并保持飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和。第23頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

第I階段（0~t1）電流上升的階段圖IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3t2

t1tt第24頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

第II階段（t1~t2）恒流升速階段在這個階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給定Uim*作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流Idm恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。與此同時，電機的反電動勢E也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E是一個線性漸增的擾動量。為了克服這個擾動，Ud0和Uc也必須基本上按線性增長，才能保持Id

恒定。當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器時，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說，

Id

應(yīng)略低于Idm。

恒流升速階段是起動過程中的主要階段。第25頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

第II階段（t1~t2）恒流升速階段圖n

IdL

Id

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

tt第26頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

第Ⅲ階段（t2

以后）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減小到零，其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值Uim*，所以電動機仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負，使它開始退出飽和狀態(tài)，Ui*和Id

很快下降。但是，只要Id仍大于負載電流IdL

，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到Id

=IdL時，轉(zhuǎn)矩Te=TL

，則dn/dt=0，轉(zhuǎn)速n才到達峰值（t=t3時）。第27頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4t3

t2

t1

tt

第Ⅲ階段（t2

以后）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段圖第28頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

此后，電動機開始在負載的阻力下減速，與此相應(yīng)，在一小段時間內(nèi)（t3~t4

），Id<IdL

，直到穩(wěn)定。如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，也會有一些振蕩過程。 在最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)，ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，而ACR則力圖使Id

盡快地跟隨其給定值Ui*，或者說，電流內(nèi)環(huán)是一個電流隨動子系統(tǒng)。

第Ⅲ階段（t2

以后）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段第29頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能

一般來說，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比較滿意的動態(tài)性能。對于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動態(tài)性能是抗擾性能，主要是抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動的性能。第30頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日圖2-8b雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾作用1.抗負載擾動

由動態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以看出，負載擾動IdL作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。在設(shè)計ASR時，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。第31頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.抗電網(wǎng)電壓擾動圖2-8直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾作用a)單閉環(huán)系統(tǒng)第32頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日b)雙閉環(huán)系統(tǒng)△Ud—電網(wǎng)電壓波動在整流電壓上的反映

第33頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日對比分析

單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點離被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。

雙閉環(huán)系統(tǒng)中，電流內(nèi)環(huán)對電壓波動可得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。分析結(jié)果

在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動引起的轉(zhuǎn)速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。第34頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2.3轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器的作用

1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Un*變化，穩(wěn)態(tài)無靜差；對負載變化起抗擾作用；其輸出限幅值決定電動機所允許的最大電流Idm。第35頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.電流調(diào)節(jié)器的作用電動機起動時，保證獲得大而穩(wěn)定的起動電流，縮短起動時間，使系統(tǒng)具有較好的動態(tài)特性；在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓Ui*變化；當(dāng)電動機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起到安全保護作用。故障消失之后，系統(tǒng)能夠自動恢復(fù)正常；對電網(wǎng)電壓波動起快速抑制作用。第36頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2.4起動過程特點

根據(jù)對雙閉環(huán)系統(tǒng)起動過程的分析，可以得出起動過程有如下三個特點：

（1）飽和非線性控制；（2）準(zhǔn)時間最優(yōu)控制；（3）轉(zhuǎn)速超調(diào)。第37頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.2.5動態(tài)性能改進—轉(zhuǎn)速微分負反饋

在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR上引入轉(zhuǎn)速微分負反饋，可以抑制轉(zhuǎn)速超調(diào)，顯著降低動態(tài)速降，提高抗擾性能。第38頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

帶轉(zhuǎn)速微分負反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與普通轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器相比較，在轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)上并聯(lián)了微分電容Cdn和濾波電阻Rdn，即在轉(zhuǎn)速負反饋的基礎(chǔ)上疊加上了一個帶濾波的轉(zhuǎn)速微分負反饋信號。 在轉(zhuǎn)速變化過程中，轉(zhuǎn)速負反饋和轉(zhuǎn)速微分負反饋兩個信號一起與給定信號Un*相抵，將在比普通雙閉環(huán)系統(tǒng)更早達到平衡，開始退飽和。第39頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

圖2-10中的曲線1為普通雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程。當(dāng)達到給定轉(zhuǎn)速值（O’點），ASR開始退飽和，其后轉(zhuǎn)速必然有超調(diào)。加入微分負反饋之后，提前到T點退飽和，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速nt比n*低，提早進入了線性閉環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在Id≥IdL時轉(zhuǎn)速雖然仍繼續(xù)上升，但有可能不出現(xiàn)超調(diào)就趨于穩(wěn)定，如圖2-10中曲線2所示。

圖2-10

轉(zhuǎn)速微分負反饋環(huán)節(jié)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響第40頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.3雙閉環(huán)直流調(diào)速控制模塊的應(yīng)用

2.3.1模塊介紹2.3.2模塊的保護2.3.3雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊主電路負載接線圖及安裝步驟2.3.4雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的簡單測試第41頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日雙閉環(huán)直流調(diào)速控制模塊的外觀如圖2-11所示。模塊用途：應(yīng)用于直流電動機調(diào)速控制。2.3.1模塊介紹圖2-11

雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊第42頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日1.模塊特點：

（1）工藝先進，性能優(yōu)越

①采用進口芯片，高級芯片支撐板及其它高級熱絕緣材料，特殊燒結(jié)工藝。

②國外加工專用IC，大大提高智能化控制能力。

③熱循環(huán)負載次數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)近10倍，使用壽命長。

④控制電路置于模塊內(nèi)部，簡化了外圍器件，增強可靠性。

⑤移相控制系統(tǒng)，主電路、導(dǎo)熱基板相互隔離，介電強度≥2500VAC。

⑥三相模塊主電路交流輸入無相序。第43頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日（２）質(zhì)量可靠，應(yīng)用安全方便。

①

0～10V直流信號，可對主電路輸出電壓進行平滑調(diào)節(jié)。

②給定積分環(huán)節(jié)可實現(xiàn)直流電動機軟起動，并且積分時間可調(diào)。

③電動機起動電流可調(diào)節(jié)。

④模塊具有過流、過熱和缺相三種保護。第44頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日圖2-12雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的內(nèi)部電聯(lián)接圖2．模塊組成及內(nèi)部電聯(lián)接形式

雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的內(nèi)部電聯(lián)接形式如圖2-12所示，包括三相全控橋、移相調(diào)控器、雙閉環(huán)調(diào)速控制板。第45頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日3．雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊參數(shù)

本模塊設(shè)計采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)，能夠使系統(tǒng)獲得很好的動、靜態(tài)效果。其速度超調(diào)量＜5%、電流超調(diào)量＜5%、調(diào)整時間＜0.5s、振蕩次數(shù)≤2、轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差≤0.02、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度＜0.5%。晶閘管芯片詳細參數(shù)參見教材表2-1

第46頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.3.2模塊的保護

1.過流保護

該模塊過流保護可采用外接快速熔斷器、快速過電流繼電器、傳感器的方法。外接快速熔斷器是最常用的方法。第47頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日1）接線方法：快速熔斷器接在模塊的交流輸入端，以三相整流模塊和單相整流模塊為例，如圖2-13所示。a）單相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊b)三相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊圖圖2－13單相整流模塊和三相整流模塊接線第48頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

2)快速熔斷器的選擇：

①熔斷器的額定電壓大于電路中正常工作電壓。

②熔斷器額定電流的選取，參考教材表2-2。第49頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.過壓保護雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的過壓保護，推薦使用阻容吸收和壓敏電阻兩種方式并用。

1）阻容吸收回路圖

2－14雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的阻容吸收保護電路第50頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2）壓敏電阻吸收過電壓

a）三相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊b)單相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊圖2－15輸入側(cè)壓敏電阻吸收過電壓接線圖3.過流和缺相保護 過流和缺相保護常采用電路形式置于模塊內(nèi)部。第51頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.3.3雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊主電路負載接線圖及安裝步驟

（1）雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊主電路負載接線圖a)三相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊圖2-16雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊主電路負載接線圖b)單相雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊第52頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日（2）雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的安裝步驟

1）把散熱器和風(fēng)機按通風(fēng)要求安裝好。

2）在模塊導(dǎo)熱底板表面與散熱器表面均勻涂覆一層導(dǎo)熱硅脂，用四個螺釘把模塊固定于散熱器上,注意四個螺釘用力要均等，使導(dǎo)熱基板與散熱器表面緊密接觸。

3）用接線端頭環(huán)帶將銅線扎緊，以免接觸不良而附加發(fā)熱，然后套上絕緣熱縮管，用熱風(fēng)或熱水加熱收縮。

4）將接線端頭固定在模塊電極上，用螺釘緊固，保持良好平面壓力接觸。

5）接控制板。第53頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日（3）控制板引腳說明

控制板引腳說明見教材表2-4。（4）控制板上電位器功能說明（5）控制板上發(fā)光二極管作用說明

（6）調(diào)節(jié)元件說明

第54頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日1）按控制板的器件連接原理圖連接好模塊，接通電源，輸出端接一假負載（如燈泡），調(diào)節(jié)給定信號使模塊輸出較小電壓值（如100V）。2）接上直流電動機和直流測速發(fā)電機，緩慢調(diào)節(jié)給定信號，若電動機速度隨給定信號緩慢改變，說明系統(tǒng)運行正常。否則，需重新檢查連線。如果連線正確，電動機仍運行正常，則需調(diào)節(jié)C4、R17、C3、R16。調(diào)節(jié)方法參考第5項。注：開機前應(yīng)先送三相交流電源，否則系統(tǒng)將視缺相處理，而進入保護狀態(tài)。2.3.4雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊的簡單測試第55頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日3）其他參數(shù)的整定方法（1）過流保護（2）電機過載電壓調(diào)整（3）積分時間調(diào)整（4）速度環(huán)、電流環(huán)參數(shù)調(diào)整4）注意事項（1）雙閉環(huán)直流調(diào)速模塊電流規(guī)格的選?。?）±12V直流穩(wěn)壓電源要求（3）環(huán)境要求（4）其他事項第56頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日1．帶電流變化率調(diào)節(jié)器的三環(huán)系統(tǒng)

（1）電流變化率內(nèi)環(huán)引入的原因在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為了在動態(tài)過程中理想地控制電流變化率，在電流環(huán)內(nèi)再設(shè)置一個電流變化率環(huán)，通過電流變化率內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)，使電流變化率不致過高的同時又能保持允許的最大變化率，使整個電流波形更接近理想的動態(tài)波形，這樣就構(gòu)成了轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2.4三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)第57頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

（2）帶電流變化率內(nèi)環(huán)的三環(huán)系統(tǒng)組成

原理圖如圖2-18所示。圖2-18帶電流變化率內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)第58頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

電流變化率調(diào)節(jié)器如圖2-19所示。圖2-19電流變化率調(diào)節(jié)器第59頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2．帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

圖2-20帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖第60頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB/Simulink建模與仿真1．系統(tǒng)的建模和模型參數(shù)設(shè)置圖2-21雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖第61頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日

（1）主電路的建模和參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)系統(tǒng)主電路的建模和模型參數(shù)設(shè)置與單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)絕大部分相同。（2）控制電路的建模和參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制電路包括：給定環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、限幅器、偏置電路、反向器、電流反饋環(huán)節(jié)、速度反饋環(huán)節(jié)等。限幅器、偏置電路、反向器的作用、建模和參數(shù)設(shè)置與第1.6節(jié)的方法相同。第62頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日ASR的參數(shù)設(shè)置窗口如圖2-22所示。圖2－22ASR參數(shù)設(shè)置

第63頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日ACR的參數(shù)設(shè)置窗口如圖2-23所示。圖2－23ACR參數(shù)設(shè)置

第64頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日飽和限幅器的參數(shù)設(shè)置窗口如圖2-24所示。圖2-24飽和限幅器（Saturation）參數(shù)設(shè)置第65頁，共72頁，2023年，2月20日，星期日2.系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置

通過對仿真算法的比較實驗，本系統(tǒng)