9.3双闭环调速系统

无心圆磨床直流调速装置是一个有静差的晶闸管直流调速装置。 无心圆磨床直流调速装置是一个有静差的晶闸管直流调速装置。
习题 一、10，14，15， ， ， ， 16，25，26 ， ， 二、2，3，4， ， ， ， 9～14，19～21 ～ ， ～ 三、5，6，8 ， ，
给定电压： 提供， 放大综合控制信号。 给定电压：RP1提供，V37放大综合控制信号。 提供 放大综合控制信号
具有电压负反馈,电流正反馈 电流截止负反馈和电压微分负反馈 具有电压负反馈 电流正反馈,电流截止负反馈和电压微分负反馈。 电流正反馈 电流截止负反馈和电压微分负反馈。
电压负反馈： 组成。 电压负反馈：由R29、R36、R28组成。 、 、 组成
二、双闭环调速系统的组成
电路构成特点： 电路构成特点：
构成两个调节环－－－电流调节环（由电流负反馈组成的闭环） 构成两个调节环－－－电流调节环（由电流负反馈组成的闭环） －－－电流调节环 速度调节环（由速度负反馈组成的闭环） 速度调节环（由速度负反馈组成的闭环） 内环与外环－－－从闭环结构上看电流调节环在里面称为内环， 内环与外环－－－从闭环结构上看电流调节环在里面称为内环， －－－从闭环结构上看电流调节环在里面称为内环 速度调节环在外面称为外环。 速度调节环在外面称为外环。
开环时的各点电位极性： 开环时的各点电位极性： +UG → -US → +UC → +Ud → Id → n
三、ASR和ACR的作用 和 的作用 ACR
输入： 输入：△ Uac=-Us+Ufa= -Us +βId 稳态时： 稳态时：
Id =
U
β
s
电流调节过程： 电流调节过程：Id↑→Ufa↑→ △ Uac>0 →Uc↓→Ud↓ →Id↓ 直至△ 直至△ Uac ＝0 1. 稳定电枢电流，使 I 稳定电枢电流， 2. 自动限制最大电流。 自动限制最大电流。 3. 抑制电网电压波动对转速的影响。 抑制电网电压波动对转速的影响。
二、双闭环调速系统的组成
二、双闭环调速系统的组成
电路构成特点： 电路构成特点：
具有两个PI调节器－－－电流调节器 具有两个 调节器－－－电流调节器ACR，调节电流。 调节器－－－电流调节器 ，调节电流。 速度调节器ASR，调节速度。 ，调节速度。 速度调节器 两个调节器串级联接－－－ 的输出接ACR的输入； 的输入； 两个调节器串级联接－－－ASR的输出接 －－－ 的输出接 的输入 ACR的输出去控制晶闸管触发电路。 的输出去控制晶闸管触发电路。 的输出去控制晶闸管触发电路
d
=
U
β
s
三、ASR和ACR的作用 和 的作用 ASR
输入： 输入：△ Uas=UG-Ufs= UG -αn 稳态时： 稳态时：
n=
UG
α
速度调节过程： 速度调节过程：n↓→Ufs ↓ → △ Uas>0→Us ↑ → △ Uac<0 →Uc ↑ →Ud ↑ → n ↑
1. 保持转速稳定，使 n = 保持转速稳定， 2. 最终消除静差。 最终消除静差。
六、双闭环调速系统的优点： 双闭环调速系统的优点： 1. 有较理想的挖土机特性。 有较理想的挖土机特性。 2. 有较好的动态特性，启动时间短，响应快。 有较好的动态特性，启动时间短，响应快。 3. 抗干扰能力强。 抗干扰能力强。 4. 两个环节可分别设计与整定，调试方便。 两个环节可分别设计与整定，调试方便。 5. 有较好的静特性。 有较好的静特性。
电流正反馈：由运放 、 组成。 电流正反馈：由运放N、V38、V19、R26组成。 、 、 组成
电流截止负反馈：由运放 、 组成。 电流截止负反馈：由运放N、V38、R16、RP2、V29、V39组成。 、 、 、 、 组成
电压微分负反馈： 组成。 电压微分负反馈：由C16、R37、RBaidu Nhomakorabea5、R27组成。改善动态特性。 、 、 、 组成 改善动态特性。
四、双闭环调速系统启动和堵转情况分析
堵转情况分析 电机出现堵转时， 饱和， 电机出现堵转时，ASR饱和，不再起调节作用。ACR 饱和 不再起调节作用。 急剧下降，获得很陡的下垂特性－－－挖土机特性。 －－－挖土机特性 使Id急剧下降，获得很陡的下垂特性－－－挖土机特性。 系统在启动或堵转时，主要是 作用， 系统在启动或堵转时，主要是ACR作用，保持较大电流， 作用 保持较大电流， 系统具有好的动态特性； 系统具有好的动态特性；而系统的静特性即最终的转速稳定取 决于ASR的调节。 的调节。 决于 的调节
五、双闭环典型电路及整定方法
电路结构特点： 电路结构特点： ASR、ACR为输入、输出都有限幅的 调节器，且输出限幅可调。 、 为输入、 调节器， 为输入 输出都有限幅的PI调节器 且输出限幅可调。 调节器输入端的T型滤波电路用以消除谐波， 起延缓作用。 调节器输入端的 型滤波电路用以消除谐波，并起延缓作用。 型滤波电路用以消除谐波 两级反馈都采用整流器输出，保证反馈电压极性的正确。 两级反馈都采用整流器输出，保证反馈电压极性的正确。 整定顺序为先调电流环（内环），再调速度环（外环）。 整定顺序为先调电流环（内环），再调速度环（外环）。 ），再调速度环 电流环的整定步骤： 电流环的整定步骤： 1. 调零和限幅。RP4、5、9、10。 调零和限幅。 、 、 、 。 2. 整定 整定ACR比例系数。RP8。 比例系数。 比例系数 。 3. 整定电流反馈电压 过载保护）。 整定电流反馈电压(过载保护）。RP13。 过载保护）。 。 为避免电流过大，使Id=0.5Idm，调节Ufa=0.5Usm。 为避免电流过大， 调节 。
Id n Idm Id n
希望的启动特性： 希望的启动特性：
Id n n Idm
Id
O
t
O
t
动态特性差的原因： 动态特性差的原因： 电流负反馈与速度负反馈共用一个调节器， 电流负反馈与速度负反馈共用一个调节器， 在电流负反馈形成闭环调整的同时， 在电流负反馈形成闭环调整的同时，速度负反馈 同时起作用，破坏了电流负反馈的调整作用， 同时起作用，破坏了电流负反馈的调整作用，使 Id无法维持在最大值上，过渡过程减慢。 无法维持在最大值上，过渡过程减慢。
UG
α
四、双闭环调速系统启动和堵转情况分析
启动情况分析 启动时， 很快饱和， 启动时，ASR很快饱和，不再起调节作用。只有 很快饱和 不再起调节作用。只有ACR 起作用， 保持在最大允许值下电机快速启动。 起作用，使Id保持在最大允许值下电机快速启动。 当转速超过给定转速时， 退出饱和区， 当转速超过给定转速时，ASR退出饱和区，对速度进 退出饱和区 行调节，最终使转速稳定在给定转速。 行调节，最终使转速稳定在给定转速。
9.4无心圆磨床直流调速装置 无心圆磨床直流调速装置
主电路：单相桥式半控整流电路。最高输出电压 主电路：单相桥式半控整流电路。最高输出电压190V。 。
励磁电路：单相桥式整流电路。输出电压 励磁电路：单相桥式整流电路。输出电压190V。 。
基本控制电路:V37,V35,V34,V33,TA,C3组成单结晶体管触发电路。 组成单结晶体管触发电路。 基本控制电路 组成单结晶体管触发电路
控制电路电源：单结管 电源由V1~V4、V27、V5、C1提供。 提供。 控制电路电源：单结管+20V电源由 电源由 、 、 、 提供
控制电路电源：给定信号及运放 的 电压由V9,R20,V30提供。 提供。 控制电路电源：给定信号及运放N的+15V电压由 电压由 提供
控制电路电源:运放 的 电源由V14~V17,R31,V28,V18,C15提供 提供. 控制电路电源 运放N的-15V电源由 运放 电源由 提供
9.3 速度和电流双闭环调速系统
一、单环系统动态特性 带电流截止负反馈的单环系统 启动时n=0， ， 启动时 △U=UG→Id↑↑ Id>I临界时，电 流负反馈启动， 流负反馈启动， 调节器以调节 电流为主； 电流为主； Id<I临界时，电 流负反馈被截 止，仅有速度 负反馈。 负反馈。
启动特性： 启动特性：