1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí)： 自動(dòng)1102姓名： 張 晨學(xué)號(hào)： 111401217指導(dǎo)老師： 謝 勇?lián)P州大學(xué)信息工程學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)部2014年12月29日至2015年1月4日目 錄一 課程設(shè)計(jì)目的和意義 （）二 技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求 （）2.1. 技術(shù)數(shù)據(jù)2.2. 設(shè)計(jì)要求三 系統(tǒng)方案選擇 （）四 電路的設(shè)計(jì) （）4.1. 主電路設(shè)計(jì) （）4.2. 觸發(fā)電路設(shè)計(jì) （）4.3. 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì) （）4.4. 保護(hù)電路設(shè)計(jì) （）五 系統(tǒng)電路圖及電路工作原理 （）六 系統(tǒng)仿真模型 （）6.1.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真電路圖 （）6.2. 斷開(kāi)速度環(huán)后系統(tǒng)的仿真波形 （）七 心得體會(huì) （）八 參

2、考書(shū)目 （） 一 課程設(shè)計(jì)目的和意義1. 熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及設(shè)計(jì)程序的要求，掌握工程設(shè)計(jì)的方法。2. 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)3學(xué)會(huì)收集、分析、運(yùn)用自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)4通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試, 培養(yǎng)獨(dú)立工作能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。5. 培養(yǎng)編制技術(shù)總結(jié)報(bào)告的能力。二 技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求2.1. 技術(shù)數(shù)據(jù)直流電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)為：Unom=220V, Inom=100A, Nnom=1470r/min,Ra=0.26， =16N.m2, =1.5，勵(lì)磁電壓Uf=220V，勵(lì)磁電流If=1.5A。給定電壓最大值為10V。晶閘管整流裝置：Ks=3

3、0。系統(tǒng)主電路。2.2. 技術(shù)要求1該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)不可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（D10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作 2系統(tǒng)靜特性良好，無(wú)靜差（靜差率s0.03） 3動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%，電流超調(diào)量i5%，動(dòng)態(tài)速降n8-10% 4系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù) 5調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置有過(guò)電壓、過(guò)電流等保護(hù)6. 分析當(dāng)速度環(huán)斷開(kāi)后系統(tǒng)工作情況2.3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容1根據(jù)題目的技術(shù)要求，確定調(diào)速系統(tǒng)方案，畫(huà)出系統(tǒng)組成的原理框圖。2調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護(hù)電路等） 3動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算

4、：根據(jù)技術(shù)要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，確定ASR調(diào)節(jié)器與ACR調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求 4分析當(dāng)速度環(huán)斷開(kāi)后系統(tǒng)工作情況5對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真6. 整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三 系統(tǒng)方案選擇在直流電機(jī)調(diào)速中主要有單閉環(huán)、雙閉環(huán)的兩種方案，單閉環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)

5、是專(zhuān)門(mén)用來(lái)控制電流的，但它只能在超過(guò)臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形。根據(jù)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程，起動(dòng)電流達(dá)到最大值后，受電流負(fù)反饋的作用降低下來(lái)，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，加速過(guò)程延長(zhǎng)。理想起動(dòng)過(guò)程的起動(dòng)電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長(zhǎng)。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動(dòng)過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過(guò)程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過(guò)程。所以起動(dòng)過(guò)程，采用電流負(fù)反饋，而在穩(wěn)態(tài)

6、運(yùn)行時(shí)只采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，這就是轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱(chēng)串級(jí)）聯(lián)接，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)比單閉環(huán)系統(tǒng)有更好的動(dòng)靜態(tài)性能。由于本課題既要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜態(tài)，又有較高的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，因而選用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的方框圖如圖1所示。圖1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)TA-電流互感器 ACR-電流調(diào)節(jié)器 TG-測(cè)速發(fā)電機(jī)ASR-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 UPE-電力電子變換器 Un* -轉(zhuǎn)速給定電壓 Un -轉(zhuǎn)速反饋電壓 Ui* -電流給定電壓Ui

7、-電流反饋電壓四 電路的設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，按照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)原則（先內(nèi)環(huán)后外環(huán)），應(yīng)該首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流內(nèi)環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需對(duì)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行近似處理和結(jié)構(gòu)化簡(jiǎn)，從而確定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以利于后續(xù)的模擬電路設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算。圖2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖4.1、主電路設(shè)計(jì)4.1.1設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)中直流電動(dòng)機(jī)由單獨(dú)的可調(diào)整流裝置供電，三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動(dòng)小，適合直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近50）。把該電路（如圖3所示）

8、應(yīng)用于本設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動(dòng)機(jī)不可逆運(yùn)行等技術(shù)要求。通過(guò)調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角的大小來(lái)控制輸出電壓Ud的大小，從而改變電動(dòng)機(jī)M的供電電壓。由改變電樞電壓調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式n=( Ud/Ce)-(RO+Ra)T/ CeCT2 （1）式中：Ud 整流電壓，RO 整流裝置內(nèi)阻，由式（1）可知，改變Ud，即可改變轉(zhuǎn)速n。圖3 三相全控橋整流電路4.1.2、整流變壓器容量計(jì)算1、變壓器次級(jí)電壓為了保證負(fù)載能正常工作，當(dāng)主電路的接線形式和負(fù)載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓U2。影響U2值的因素有：（1）U2

9、值的大小首先要保證滿足負(fù)載所需求的最大直流值Ud；（2）晶閘管并非是理想的可控開(kāi)關(guān)元件，導(dǎo)通時(shí)有一定的管壓降，用UT表示；（3）變壓器漏抗的存在會(huì)產(chǎn)生換相壓降；（4）平波電抗器有一定的直流電阻，當(dāng)電流流經(jīng)該電阻時(shí)就要產(chǎn)生一定的電壓降；（5）電樞電阻的壓降。綜合以上因素得到的U2精確表達(dá)式為：上式為變壓器二次側(cè)相電壓U2的較精確表達(dá)式，在要求不太精確的情況下，變壓器二次側(cè)相電壓U2可由簡(jiǎn)化式確定。 （2）式中UD是電動(dòng)機(jī)的額定電壓；系數(shù)可由參考資料1中的表6-1查得A=2.34。計(jì)算得：U2在112.8141之間，取U2=120V。2、次級(jí)電流I2和變壓器容量I2=KI2Id , KI2為各種接

10、線形式時(shí)變壓器次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。對(duì)于本設(shè)計(jì)KI2取0.816,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗，故I2=0.816150=122.4A 變壓器變比K=U1/U2=380/120=3.2；取K=3。同樣，由參1表6-1查得變壓器二次和一次繞組的相數(shù)m2=3，m1=3所以 二次容量 一次容量 S1= m1* U1* I1=3*380*40.8=44KW S=（S1+S2）/2=44KW4.1.3 晶閘管參數(shù)計(jì)算三相全控橋整流電路實(shí)際上是組成三相半波晶閘管整流電路中的共陰極組和共陽(yáng)極組串聯(lián)電路，如圖3所示。三相全控橋整流電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)共陰極組和共陽(yáng)極組同時(shí)進(jìn)行控制，控制角都是60度

11、。在一個(gè)周期內(nèi)6個(gè)晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為：VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6，6個(gè)觸發(fā)脈沖相位依次相差60度。為了構(gòu)成一個(gè)完整的電流回路，要求有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，其中一個(gè)在共陽(yáng)極組，另外一個(gè)在共陰極組。晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實(shí)際承受的最大電壓Um，考慮到電電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和操作過(guò)電壓等因素，還要放寬23倍的安全系數(shù)，即按下式選取UTN=（23）UM，式中系數(shù)23的取值應(yīng)視運(yùn)行條件，元件質(zhì)量和對(duì)可靠性的要求程度而定。對(duì)于本設(shè)計(jì)，UM=6 U2，故計(jì)算的晶閘管額定電壓為UTN=（23）6 U2=（23） 294=588882V, 取1000V為使晶閘管元件不因

12、過(guò)熱而損壞，需要按電流的有效值來(lái)計(jì)算其電流額定值。即必須使元件的額定電流有效值大于流過(guò)元件實(shí)際電流的最大有效值?？砂聪率接?jì)算：IT（AV）=(1.52)KfbIMAX，式中計(jì)算系數(shù)Kfb=Kf/1.57Kb由整流電路型式而定，Kf為波形系數(shù)，Kb為共陰極或共陽(yáng)極電路的支路數(shù)。當(dāng)=00時(shí)，三相全控橋電路Kfb=0.368，故計(jì)算的晶閘管額定電流為IT（AV）=(1.52)KfbIMAX =(1.52) 0.368(1001.5)=82.8110.4A，取100A.4.1.4 電抗器電感量計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)電樞和變壓器存在漏感，因而計(jì)算直流回路附加電抗器的電感量時(shí)，要從根據(jù)等效電路折算后求得的所需電感

13、量中，扣除上述兩種電感量。使輸出電流連續(xù)的臨界電感量的計(jì)算公式： （3）式中 u2為晶閘管裝置交流側(cè)的電流相電壓有效值， Id min 為要求連續(xù)的最小負(fù)載電流平均值，K l 為與整流主電流形式有關(guān)的系數(shù)，查參考資料1中的表6-6中的序號(hào)2。 （4）但在電機(jī)回路中包括電機(jī)電感和變壓器每相的漏感，實(shí)際外加電感比(4)式要求的小。電機(jī)電感公式如下： （5）式中UD和ID為電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流， n和p為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和磁極對(duì)數(shù)，KD為計(jì)算系數(shù)，對(duì)于一般無(wú)補(bǔ)償電機(jī)KD=8212，LD-為單位為mH很明顯 N nom=1470r/min時(shí)，p=2 （6）折合到變壓器二次每相的漏感LB計(jì)算公式

14、（7）式u2-晶閘管裝置交流側(cè)的電流相電壓有效值Id-晶閘管裝置直流側(cè)的額定負(fù)載電流uk%-變壓器的短路比，按參1中的6-1計(jì)算KB-與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，查參1表6-6中的序號(hào)3LB-單位為mH （8）與負(fù)載串聯(lián)的限制電流脈動(dòng)的實(shí)際臨界電感量 （9） 最后算得使輸出電流連續(xù)的臨界電感量 ：L = 15.8mH4.2、觸發(fā)電路設(shè)計(jì) 由于集成觸發(fā)電路不僅成本低、體積小，而且還有調(diào)式容易、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用KJ041集成觸發(fā)電路。KJ041為6路雙脈沖形成器，它是三相全空橋式電路的觸發(fā)器，它具有雙脈沖形成和電子開(kāi)關(guān)封鎖等功能。KJ041實(shí)用電路如圖4所示，移相觸發(fā)器輸出脈沖加到該器

15、件的16端，器件內(nèi)的輸入二極管完成“或”功能，形成補(bǔ)脈沖，該脈沖經(jīng)放大后分6路輸出。當(dāng)控制端7接邏輯“0”電平時(shí)，器件內(nèi)的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，各路輸出觸發(fā)脈沖。采用KJ041集成觸發(fā)電路的同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓180度。本設(shè)計(jì)主電路整流變壓器采用D，y-11聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用D，y5-11聯(lián)結(jié)。這時(shí)，同步電壓選取的結(jié)果見(jiàn)表一。圖4 觸發(fā)電路表一 各晶閘管的同步電壓晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓+Ua-Uc+Ub-Ua+Uc-Ub同步電壓-Usa+Usc-Usb+Usa-Usc+Usb4.3. 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)4.3.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求i5%，而且，可按典型I型系

16、統(tǒng)設(shè)計(jì)，電流調(diào)節(jié)器選擇PI型，其傳遞函數(shù)如下：1、 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計(jì)算三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，為了基本濾平波頭應(yīng)有（12）Toi=3.33ms,因此取Toi=0.002s，查參2中表1-2得，三相橋式電路的平均失控時(shí)間TS=0.0017s，Ti=Ts+ Toi=0.0037s，其他參數(shù)如下：，電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求i5%時(shí)，按參2表2-2，應(yīng)取KITi=0.52. 校核驗(yàn)近似條件：電流環(huán)截止頻率： (1) 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 滿足近似條件(2) 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 滿足近似條件 (3) 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 滿足近

17、似條件按照以上參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：i%=4.3%1.5*1.414*120=254.52（V）， 取500V。電阻的功率可選用2.5歐姆50瓦功率電阻。圖6 過(guò)壓保護(hù)（2）晶閘管換相過(guò)電壓保護(hù)這種保護(hù)可用RC與晶閘管并聯(lián)如圖6中所示，由參考資料1中 表6-4查得： R=10，C=0.5。五 系統(tǒng)電路圖及電路工作原理為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。兩個(gè)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限制了電力電子電換器的最大輸出電壓Udm。系統(tǒng)組成的原理框圖如下

18、：圖7 系統(tǒng)電路原理圖ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR電流調(diào)節(jié)器， TG測(cè)速發(fā)電機(jī)，TA電流互感器，UPE電力電子變換器，Un*轉(zhuǎn)速給定電壓，Un轉(zhuǎn)速反饋電壓，Ui*電流給定電壓，Ui電流反饋電壓電路工作原理：雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流分別是由兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)器來(lái)控制，且轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出就是電流調(diào)節(jié)器的給定，因此電流環(huán)能夠隨轉(zhuǎn)速的偏差調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞的電流。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于給定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作用是輸出增加，即電流給定上升，并通過(guò)電流環(huán)調(diào)節(jié)使電動(dòng)機(jī)電流增加，從而使電動(dòng)機(jī)獲得加速轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于給定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出減小，即電流給定減小，并通過(guò)電流調(diào)節(jié)是電流

19、下降，電動(dòng)機(jī)將會(huì)因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩下降而減速，在當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和輸出達(dá)到限幅值時(shí)，電流環(huán)即以最大電流I dm實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的加速，是電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間最短，在可逆調(diào)速系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的快速制動(dòng)。在不可逆調(diào)速系統(tǒng)中，由于晶閘管整流器不能通過(guò)反向電流，因此不能產(chǎn)生反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)快速制動(dòng)。六 系統(tǒng)仿真6.1. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真電路圖在MATLAB的simulink中搭建雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型如圖8所示，模型由晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)組成的主回路和轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)器組成的控制回路兩部分組成。其中的主電路部分、交流電源、晶閘管整流器、觸發(fā)器、移相控制環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)等環(huán)節(jié)使用POWER SYSTEM模型庫(kù)中的模塊；

20、控制回路主體是轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器以及反饋濾波環(huán)節(jié)。模型中轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋均取自電動(dòng)機(jī)測(cè)量單元的轉(zhuǎn)速和電流輸出端，電流調(diào)節(jié)器的輸出端接移相特性模塊shifter的輸入端，而電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅就決定了控制角的范圍。圖9至圖12分別為圖8的仿真結(jié)果，其中圖9為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，圖10 為電動(dòng)機(jī)電樞電流波形，圖11的上圖為速度環(huán)調(diào)節(jié)器限幅輸出，圖11的下圖為速度環(huán)誤差信號(hào)波形，圖12的上圖為電流環(huán)調(diào)節(jié)器限幅輸出，圖12的下圖為電流環(huán)誤差信號(hào)。從轉(zhuǎn)速和電流波形可以看到，在啟動(dòng)階段電動(dòng)機(jī)以恒流啟動(dòng)，大約在1.4秒時(shí)啟動(dòng)結(jié)束，電樞電流下降到零，轉(zhuǎn)速上升到1500r/min。盡管轉(zhuǎn)速已經(jīng)超調(diào)，電流給定已經(jīng)

21、變負(fù)，但是本系統(tǒng)為不可逆調(diào)速系統(tǒng)晶閘管整流裝置不能產(chǎn)生反向電流，這時(shí)電樞電流為零，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也為零（如圖13所示），沒(méi)有反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又因?yàn)槭窃诶硐肟蛰d啟動(dòng)狀態(tài)，所以電動(dòng)機(jī)保持在最高轉(zhuǎn)速狀態(tài)。在2.5秒時(shí)加上負(fù)載（圖8中Ramp框圖，斜率為100/s，限幅在140），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，ASR開(kāi)始退飽和，電流環(huán)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，經(jīng)過(guò)1.4秒電動(dòng)機(jī)開(kāi)始穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速上。6.2. 斷開(kāi)速度環(huán)后的調(diào)速系統(tǒng)仿真在圖8的仿真模型圖中，用一個(gè)開(kāi)關(guān)串在速度反饋通道中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)系統(tǒng)為速度、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)系統(tǒng)處于速度開(kāi)環(huán)而電流閉環(huán)的情況，這可以研究速度開(kāi)環(huán)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，圖14為速度環(huán)斷開(kāi)后的系統(tǒng)仿真圖。圖15、圖16表示仿真停止時(shí)間為12秒時(shí)的速度環(huán)斷環(huán)后的波形，速度環(huán)在4.5秒斷環(huán)后，電流環(huán)給定為最大，由于電流環(huán)仍然是閉環(huán)的，使定子電流跟蹤最大值上升到1安培，轉(zhuǎn)速也上升。與此同時(shí)，電流環(huán)積分器輸出不斷上升，大約在5.2秒時(shí)電流環(huán)調(diào)節(jié)器輸出較大，經(jīng)限幅后送到shi