双闭环调速系统简介

双闭环调速系统简介

摘要:双闭环是直流调速系统的基本结构形式,是一种多环结构,其中很多方面都代表着多环控制系统的一般规律,可以推广到其他的多环系统,外环是决定系统主要性质的基本控制环,内环可以对本环的被控制量实行限制和保护,并对环内的扰动实现及时调节,改造被本环所包围的控制对象,使之更有利于外环的控制。

关键词:双闭环调速

1 双闭环调速的定义

速度和电流双闭环直流调速系统(简称双闭环调速系统)是由电流和转速两个调节器进行综合调节的,可获得良好的静、动态性能。双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制,由于调速系统调节的主要参量是转速,故转速环作为主环放在外面,而电流环作为副环放在里面,可以及时抑制电网电压扰动对转速的影响。

2 双闭环调速系统

2.1 双闭环调速系统结构

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈,如图1所示。

把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

调节ASR限度器和ACR限度器,可得电流,转速双闭环调速系统电流和转速波形分别如图2、图3所示。

由此可得:双闭环调速系统采用PI调节规律,它不同于P调节器的输出量总是正比与其输入量,PI调节器它的输出量在动态过程中决定于输入量的积分,到达稳态时,输入为零,输出的稳态值与输入无关,是由它后面的环节的需要来决定的。

经过多次的调节我们可以得到限度器相关的参数的调节规律。

限度值越大上升时间tr越小,限幅值越小上升时间tr越大;同时tr 值越大,超调越小;tr值越小,超调越大。

2.2 双闭环调速系统特征

双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制,由于调速系统调节的主要参量是转速,故转速环作为主环放在外面,而电流环作为副环放在里面,可以及时抑制电网电压扰动对转速的影响。实际系统的组成如图4所示。

主电路采用三相桥式全控整流电路供电。系统工作时,首先给电

动机加上额定励磁,改变转速给定电压Un*可方便地调节电动机的转速。速度调节器ASR、电流调节器ACR均设有限幅电路,ASR的输出Ui*作为ACR的给定,利用ASR的输出限幅Uim*起限制启动电流的作用;ACR的输出作为触发器GT的移相控制电压,利用ACR的输出限幅Ucm起限制电力电子变换器的最大输出电压的作用。

当突加给定电压Un*时,ASR立即达到饱和输出Uim*,使电动机以限定的最大电流Idm加速启动,直到电动机转速达到给定转速并出现超调,使ASR退出饱和,最后稳定运行在给定转速上。

双闭环采用电力电子变流装置供电的双闭环直流调速系统,在启动或制动的时候,转速给定信号的突变会使调节器的输出,即电流给定信号也发生突变,从而使电枢回路电流急剧上升,电流变化率很高,瞬时值甚至可以达到很高。为了解决这一问题,应当增加一个限制电流变化率的约束条件,在电流环里面再设置一个电流变化率环,构成一种转速、电流、电流变化率三环调速系统。而在我们实际的工作中都采用了现在比较先进的软件更改参数调节电机的运转情况,不管现在我们为了更好的为人类服务采用什么样的调速,它的基础和核心部分都是不变的,我个人认为不管干什么最重要的是明白它最基本的原理,用理论联系实际,现在为我们服务的各式各样先进的软件就是从基础发展起来的,所以大家一定要重视最基本的理论学习,这样在实际工作中才能更好的工作,得到更大的突破。

参考文献

[1] 陈伯时.电力拖动自动控制原理[M].北京:机械工业出版.