会计学第二章双闭环直流调速系统§2-1转速、电流双闭环调速系统及其静特性在电机最大电流（转矩）受限制条件下，希望充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许的最大值。二、转速、电流双闭环调速系统的组成2、双闭环调速系统稳态结构图电路特点：（1）两个调节器，一环嵌套一环；（2）两个PI调节器均设置有限幅；（3）电流检测采用三相交流电流互感器；（4）电流、转速均实现无静差。原理图中标出了转速调节器和电流调节器输入输出电压的实际极性，这些极性既要考虑到信号从反向端输入时调节器的倒相作用，又应该使触发器GT的输入得到正极性的控制电压。由于转速与电流调节器采用PI调节器，所以系统处于稳态时，转速和电流均为无静差，即电流调节器ACR的输入偏差，实现电流无静差。转速调节器ASR输入偏差，实现转速无静差。PI调节器限幅特征：一旦PI调节器限幅（即饱和），其输出量为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反极性的输入信号使调节器退出饱和；即饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的关系，相当于使该调节器处于断开。而输出未达限幅时，调节器才起调节作用，使输入偏差电压在调节过程中趋于零，而在稳态时为零。双闭环系统的静特性特点:2）A—B段电机在起动或堵转时，ASR饱和，电流达到，此时转速外环呈开环状态，系统成为恒电流无静差调节系统，在最大电流给定作用下，依靠电流环的自动调节，从而获得很好的下垂特性（A--B段），起到了过流保护作用，稳态时有3）双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调节作用。在起动或堵转时，负载电流达到Idm后，转速调节器饱和，电流调节器起主要调节器作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。由以上各关系可以看出，在稳态工作点上，电机转速是由给定电压决定，ASR的输出量由负载电流IdL决定，而与转速给定值无关，ACR的输出量则同时取决于n和IdL的大小。这些关系反映了PI调节器不同于P调节器的特点。比例环节的输出量总是正比于其输入量，而PI调节器则不然，其输出量的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要所决定的。§2-2双闭环调速系统动态特性设起动前系统处于停车状态，此时，晶闸管的触发脉冲初始相位角，电机转速n=0。当输入一阶跃信号时，系统进入起动的动态过程。⑴第Ⅰ阶段（0~t1）：强迫电流上升的阶段突加给定电压后，通过两个调节器的控制作用，使n、Id都上升，当Id>Il后，电动机开始转动。由于机电惯性的作用，转速的增长不会很快，因而转速调节器ASR的输入偏差电压数值较大，其输出很快达到限幅值，强迫电流Id迅速上升。电机开始启动。因电流反馈信号随着电流上升迅速增大，使ACR的输入偏差衰减很快，因此ACR的输出电压还达不到饱和值，当电流上升到Idm时，ASR饱和，ACR的作用使Id不再增加，保持动态平衡。第一阶段结束，此时在这一阶段中，ASR由不饱和很快达到饱和，而ACR在此阶段应不能饱和，以保证电流环的调节器的调节作用。这些都是在系统设计时必须考虑和给予保证的。第I阶段过程可简述如下：此时ASR饱和，维持其输出，ASR相当于开环，对转速不起调节作用，但ACR设计不能饱和，实现电流调节作用,让电流迅速跟随Idm⑵第Ⅱ阶段：恒流升速阶段（t1~t2），即电动机保持最大电流作等加速起动阶段从电流升到最大值Idm开始，到转速升到给定值为止，属于恒流升速阶段，是起动过程的主要阶段。此时ASR一直是处于饱和状态的，转速环相当于开环状态，系统表现为在恒值电流给定作用下的电流调节系统，基本上保持电流Id恒定，电动机以恒定的加速度上升，转速呈线性增长。与此同时，电动机的反动势也按线性增长。对电流调节系统来说，这个反电动势是一个线性渐增的扰动量，ACR起调节作用，使Ucl和Ud0基本上按线性增长，保持Id恒定，以克服这个扰动。随着转速不断上升，ACR便不断重复上述恒流调节过程以维持电流恒定，保证转速线性上升，同时，由上述调节过程可以看出该调节过程总能保证电流调节器ACR输入存在，使Ud按线性上升，所以Id略低于Idm。⑶第Ⅲ阶段：转速调节阶段（t2~t3）。在这阶段开始时，转速已经达到给定值，，ASR的给定与反馈电压相平衡，输入偏差为零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值，所以电动机仍在最大电流下加速，必然使转速超调。转速超调后，ASR输入端出现负的偏差电压，使它退出饱和状态，其输出电压即ACR的给定电压立即从限幅值降下来，主电流Id随之从Idm迅速降下来。但是由于Id仍大于负载电流IdL，在一段时间内，转速仍继续上升。到t=t3阶段，Id=IdL时，转速达到峰值(t=t3时)，此后Id<IdL，电动机才开始在负载的阻力下减速，与此相应，电流也出现一段小于IdL的