電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 【陳伯時(shí)、阮毅編著】 自動(dòng)化三班XXX?靜特性的含義靜特性方程式轉(zhuǎn)速負(fù)反饋靜特性方程式轉(zhuǎn)速負(fù)反饋KKU*-1R KKU* RIn= ps n d = ps n d C(1+KKa/C)C(1+K)C(1+K)

e ps e e e?轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只考慮給定作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)只考慮擾動(dòng)作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)?開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較(p29—30)開環(huán)機(jī)械特性為比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為KKU*RIn= p_s__n—d=n—AnC(1+K)C(1+K) 0ci cie e比較后不難得出：(1)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多(1)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多AnAn = opci1+Kss= ss= op-cl1+K當(dāng)n=n時(shí)，0op 0cl如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍D=(1+K)Dcl op把以上三點(diǎn)概括起來，可得下述結(jié)論：比較控制的直流調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此，需設(shè)置電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置。5.反饋控制規(guī)律(轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三個(gè)基本特性)。(1)比例控制的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的控制系統(tǒng)(2)反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)，服從給定(3)系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度電流截止負(fù)反饋?電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的特點(diǎn)"&從/圖2-39電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性當(dāng)輸入信號(hào)IdRc-Ucom〉0時(shí)，輸出Ui=IdRc-Ucom，當(dāng)IdRc-UcomW0時(shí)，輸出Ui=0。? 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性圖2-40帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖靜特性:

當(dāng)Id<Idcr時(shí)，電流負(fù)反饋被截止，靜特性與只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性相同,KKU*RIn psn dC1K)C1K)e e當(dāng)Id〉Idcr后，引入了電流負(fù)反饋，靜特性變成KKU*psnC(1K)eKKU*psnC(1K)eKKpsC1K)e(RIsdU)comRIdC(1K)eU)(RKKR)Icom pssdK) C(1K)eKKUU)(RKKR)Icom pssdK) C(1K)eKKU*psnC1e'圖2-41帶電流截止負(fù)反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性CA段：電流負(fù)反饋被截止AB段：電流負(fù)反饋起作用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器在穩(wěn)態(tài)時(shí)的特征:1)飽和一一輸出達(dá)到限幅值2)不飽和一一輸出未達(dá)到限幅值2?雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性圖3-4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性AB段是兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)的靜特性，Id〈Idm,n=nO。BC段是ASR調(diào)節(jié)器飽和時(shí)的靜特性，Id=Idm,n〈nO。

圖3-3態(tài)結(jié)構(gòu)圖【動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，書上62圖3-3態(tài)結(jié)構(gòu)圖【動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，書上62頁】雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程中電流和轉(zhuǎn)速的三個(gè)階段：1）電流上升階段（0~tl）；電流從0到達(dá)最大允許值I ，在這個(gè)階段ASR很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和 dm2）恒流升速階段（t1~t2）；Id基本保持在Idm,電動(dòng)機(jī)加速到了給定值n*。在這個(gè)階段，ASR調(diào)節(jié)器始終保持在飽和狀態(tài)■ 3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（t2以后）；起始時(shí)刻是n上升到了給定值n*，在這個(gè)階段ASRn和ACR都不飽和n■起動(dòng)過程的三個(gè)特點(diǎn)，波形分析（P63）■雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下三個(gè)特點(diǎn):（1）飽和非線性控制（2）轉(zhuǎn)速超調(diào)（3）準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制1）動(dòng)態(tài)抗擾性能：抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。轉(zhuǎn)速、電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用轉(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，它使轉(zhuǎn)速很快地跟隨給定電壓變化，如果米用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用3）其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作用1）在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用2）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法的基本思路。第一步：先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)滿足所需的穩(wěn)態(tài)精度。

第二步：再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求。轉(zhuǎn)速頻率控制TuK①2_TuK①2_s_e mmR'r轉(zhuǎn)差率s較小，轉(zhuǎn)矩可近似表示保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。2)轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律：WWs sm(1)轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且(2)在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓-頻率特性關(guān)系控制定子電(2)壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想通過坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動(dòng)機(jī)模型，仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制。矢量控制系統(tǒng)特點(diǎn)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，實(shí)現(xiàn)了定子電流勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解耦，需要電流閉環(huán)控制轉(zhuǎn)子磁鏈系統(tǒng)的控制對(duì)象時(shí)穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用磁鏈閉環(huán)控制，也可以采用開環(huán)控制(3)采用連續(xù)的PI控制，轉(zhuǎn)矩與磁鏈變化平穩(wěn)，電流閉環(huán)控制可有效地限制起、制動(dòng)