双闭环直流调速系统(精)

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整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。 3.2.1电流调节器

3.2.1.1电流调节器设计

1.电流环结构框图的化简

在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即?E≈0。这时，电流环如图3-4所示。

U*i(s)1T0is+1+-Ui(s)ACRUc(s)KsUd0(s)1/RTl s+1Tss+1T0is+1Id(s)? 图3-4电流环的动态结构框图及其化简（忽略反电动势的动态影响） 忽略反电动势对电流环作用的近似条件是

ω?c?31 TmTl式中ωc-------电流环开环频率特性的截止频率。

如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成

U*i(s) /? ，则电流环便等效成单位负反馈系统。

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U*i(s)?+?-T0is+1ACRUc(s)Ks/R(Tss+1)(Tl s+1)Id(s) 图3-5电流环的动态结构框图及其化简（等效成单位负反馈系统）

最后，由于Ts 和 Toi 一般都比Tl 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为

T∑i = Ts + Toi

查表1得，三相桥式电路的平均失控时间为Ts?0.0017s，电流滤波时间常数Toi.三相桥式电路的每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（1～2）

Toi=3.33ms，因此取Toi=0.002s

电流环小时间常数之和T∑i = Ts + Toi=0.0037s。 简化的近似条件为

11 ?ci?3TsToi电流环结构图最终简化成图3-6。 U*i(s)?+-ACRUc(s)?Ks/R(Tls+1)(T?is+1)Id(s) 图3-6电流环的动态结构框图及其化简（小惯性环节的近似处理） 标准文案 图2-23c实用文档

2电流调节器结构的选择

根据设计要求：稳态无静差,超调量?i?5%，可按典型I型系统设计电路调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器其传递函数为：

WACR(s)?式中 Ki — 电流调节器的比例系数；

Ki(?is?1)

?is ?i — 电流调节器的超前时间常数。

为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择τi=Tl

则电流环的动态结构图便成为图3-7所示的典型形式，其中

KiKs? KI??iR

U*i(s)+?K IId(s)L/dB-20dB/dec1-s(T?is+1)T∑i0?ci?/s-1-40dB/dec （a b)

图3-7 校正成典型I型系统的电流环 a) 动态结构图 b) 开环对数幅频特性

电枢回路电磁时间常数 Tl=0.03s。

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检查对电源电压的抗扰性能：

Tl0.03??8.11，参照典型I型系统动态抗T?i0.0037扰性能指标与参数的关系表2，可知各项指标都是可以接受的。

3.电流调节器的参数

电流调节器超前时间常数：τi=Tl=0.03s。

电流环开环增益：要求?i?5%时，按表3应取ξ=0.707，KIT?i?0.5， 因此KI?0.50.5??135.1s 0.0037T?iKI?iR135.1?0.03?0.1??0.5404 KS?75?0.01ACR的比例系数为Ki?4.检验近似条件

?1电流环截至频率：wci?KI?135.1s

机电时间常数Tm?0.0843s

1） 晶闸管整流装置传递函数的近似条件

11??196.1s?1??ci 3Ts3?0.0017s满足近似条件。

2） 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件

3满足近似条件。

11?3??59.65?wci TmTl0.03?0.08433） 电流环小时间常数近似处理条件

1111???180.8s?1?wci

3ToiTm30.002?0.0017标准文案