轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)仿真1帶負(fù)反饋的有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)原理品閘管一直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)品閘管控制角改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速，但是存在兩個(gè)問題，一是全電壓啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流大；二是轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載變化而變化，負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速降落越大，難于在負(fù)載變動(dòng)時(shí)保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定而滿足生產(chǎn)工藝的要求。為了減小負(fù)載波動(dòng)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，可以采取帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)轉(zhuǎn)速的偏差來自動(dòng)調(diào)節(jié)整流器的輸出電壓，從而保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)有轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)U*放大器Kp、移相觸發(fā)器。?\品閘管整流器和直流電動(dòng)機(jī)M、測速發(fā)電機(jī)TG等組成。該系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)速反饋U減小，而轉(zhuǎn)速的偏差足將增大（足=U*-u）同時(shí)放大器輸出Uc增加，并經(jīng)移相觸發(fā)器使整流器輸出電壓Ud增加，電樞電流Id增加，從而使電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增加，轉(zhuǎn)速也隨之升高，補(bǔ)償了負(fù)載增加造成的轉(zhuǎn)速降。帶負(fù)載負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特征方程為KKU* rIn=右gm-era圖i帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)組成rI電機(jī)轉(zhuǎn)速降為 而=CG；K)e式中，K=KPKS/C,Kp為放大器放大倍數(shù);Ce為品閘管整流器的放大倍數(shù)；a為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；R為電樞回路總電阻。從穩(wěn)態(tài)特性方程可以看到，如果適當(dāng)增加放大器的放大倍數(shù)Kp，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降A(chǔ)n將減小，電動(dòng)機(jī)將有更硬的機(jī)械特性，也就是說，在負(fù)載變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化將減小，電動(dòng)機(jī)有更好的保持速度穩(wěn)定的性能。如果放大倍數(shù)過大，也可能造成系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如圖2：A2■虹wlrms——*匚Iab圖2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型

模型參數(shù)設(shè)置如表1:表1轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)模型參數(shù)模塊參數(shù)名參數(shù)三相電源Peakamplitude/V130*sqrt(2)直流電動(dòng)機(jī)Ra=0.21QLa=-0.00021HRf=146.7QL,=0Laf=0.84H J=0平波電抗器J電感inductance/H0.01轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)（n-need）Alpha0.0067放大器（gainl）Kp20飽和限幅Upperlimit10Lowerlimit-103仿真結(jié)果和分析（a）K廣10U：=10電流相應(yīng)曲線

(b)K=5U*=10速度響應(yīng)曲線(c)K=10U*=10速度響應(yīng)曲線(d)K=20U*=10速度響應(yīng)曲線圖3額定轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)曲線波形分析：在給定轉(zhuǎn)速U：=10時(shí)，隨著放大器放大倍數(shù)kp的增加，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速提高，即穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降減小。從圖3(a)可以看出，K=10U廣10電流相應(yīng)曲線，由于沒有電流的限制措施，在啟動(dòng)過程中電流仍然很大。

10(a)U*=5K=10、K=20移相控制信號響應(yīng)曲線

圖4轉(zhuǎn)速給定U：=5時(shí)波形

(b)U*=5K=10、K=20轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線波形分析：在K=10和20兩種情況下比較，在K=20時(shí)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降減小，但是調(diào)節(jié)過程中振蕩次數(shù)增加，這從相應(yīng)的移相信號的變化也可