双闭环直流调速系统(精)

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满足近似条件。 5.计算调节器电阻和电容

含给定滤波与反馈滤波的PI型电流调节器如图3-8所示：

其中Ui为电流给定电压，??Id为电流负反馈电压，Uc为电力电子变换器的控制电压。 由图3-8，按所用运算放大器取R0?40k?，

各电阻和电容值为

*Ri?KiRo?0.5404?40?21.6KΩ，取22KΩ 图3-8 PI型电流调节器

Ci??iRi?0.03?1.364?F，

22000Coi?4Toi4?0.002?F?0.2?F Ro40按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为?i?4.300?500，满足设计要求。

3.2.2.2转速调节器参数选择

1.电流环的等效闭环传递函数

电流环经简化后可视作转速环中的一个环节，为此，须求出它的闭环传递函数。由图3-7a可知

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KI

s(T?is?1)Id(s)1Wcli(s)?*??KIT?i21Ui(s)/?1?s?s?1s(T?is?1)KIKI忽略高次项，上式可降阶近似为

Wcli(s)?11s?1KI

近似条件可由式

?c?min(131c求出 ,)ba1KI ?cn?3T?i式中 ?cn ----- 转速环开环频率特性的截止频率。

接入转速环内，电流环等效环节的输入量应为Ui(s)，因此电流环在转速环中应等效为

1Id(s)Wcli(s)???*1Ui(s)?s?1KI*

2.转速调节器结构的选择 电流环的等效闭环传递函数为

1Id(s)Wcli(s)???*1Ui(s)?s?1KI

用电流环的等效环节代电流环后，整个转速控制系统的动态结构图便如图3-9所示。

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电流环U*n(s)1T0ns+1+IdL(s)Id(s)+-Un(s)ASRU*n(s)1?1s?1KI-RCeTmsn(s)T0ns+1? 图2-26 转速环的动态结构图及其简化图3-9转速换的动态结构框图及其化简（用等效环节代替电流环）

和电流环中一样，把转速给定滤波和反馈滤波环节移到环内，同时将给定信号改成 Un(s)/?，再把时间常数为1/KI 和 T0n 的两个小惯性环节合并起来，近似成一个时间常数为的惯性环节。

其中电流环等效时间常数

*

1?2T?i?2?0.0037s?0.0074s KI1?Ton?0.0074+0.02=0.0274s KI则转速环节小时间常数 T?n?则转速环结构框图可简化为图3-10

U*n(s)IdL(s)+?-ASRU*n(s)?/?T?ns+1Id(s)+-RCeTmsn(s)

图3-10转速换的动态结构框图及其化简 （等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理）

按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为

WASR(s)?Kn(?ns?1)

?ns式中 Kn ---- 转速调节器的比例系数； ? n ---- 转速调节器的超前时间常数。

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这样，调速系统的开环传递函数为

Wn(s)?Kn(?ns?1)Kn?R(?ns?1)??

?nsCeTms(T?ns?1)?n?CeTms2(T?ns?1)KN?Kn?R

?n?CeTm?R?令转速环开环增益为

则

KN(?ns?1)

Wn(s)?2s(T?ns?1)不考虑负载绕动时，校正后的调速系统动态结构框图如图3-11

U*n(s)?+-KN(?ns?1)s2(T?ns?1)n(s)

图3-11转速换的动态结构框图及其化简

（校正后成为典型Ⅱ型系统）

3.计算转速调节器参数

按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h?5，则ASR的超前时间常数为

?n?hT?n?5×0.0274=0.137s

转速开环增益KN?h?16?2?s?159.84 22222hT?n2?5?0.0274ASR的比例系数Kn?4.检验近似条件

?h?1??CeTm2h?RT?n?6?0.01?1.9168?0.0843?11.057

2?5?0.032?0.1?0.0274标准文案