双闭环直流电机调速系统

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1、双闭环直流电机调速系统摘要：关键词：引言：速度和电流双臂环直流调速系统，是由单闭环调速系统发展而来的，调速系统采用比例积分调节器，实现了转速的无静差调速。又采用直流截止负反馈环节，限制了启（制）动时的最大电流。这对一般要求不太高的调速系统，基本已能满足要求。但是由于电流截止反馈限制了最大电流，再加上电动机反电动势随着电机转速的上升而增加，使电流达最大值后便迅速将下来。此时，电机的转矩也减小，使启动过程变慢，启动时间较长。一、双闭环直流调速系统的组成转速、电流双闭环直流调速系统原理如图1所示。系统的组成框图如图2所示。图1转速-电流双闭环直流调速系统图2转速-

2、电流双闭环直流电机调速系统组成框图由图可见，该系统由两个反馈构成两个闭环回路，其中一个是由电流调节器ACR和电流检测——反馈环节构成的电流环，另一个是由速度调节器ASR和转速检测——反馈环节构成的速度环。由于速度环包围电流环，因此称电流环为内环，称速度环为外环。在电路中，ASR和ACR实行串级联接，即由ASR去“驱动”ACR，再由ACR去控制“触发电路”。图中ASR和ACR均为PI调节器。ASR、ACR的输入、输出量的极性主要视触发电路对控制电压的要求而定。（一）直流电机各物理量间的关系直流电动机的电路图如图3所示。由图可知，直流电动机有两个独立回路，一个是

3、电枢回路，另一个是励磁回路。1．电枢绕组的电磁转矩和转矩平衡关系：2．电枢回路电压平衡关系结合以上公式可推出即其中，，称为电机理想空载转速，为电机转速降，故直流电机的调速方法改变电压调速，采用此方法的特性曲线如下图6所示：图6改变时的机械曲线特性3．直流电动机的系统框图（一）转速调节器与速度调节器—比例积分电路（PI调节器）PI调节器的电路原理图如图7所示：图7PI调节器的电路原理图图8PI调节器的输出特性（一）单相桥式整流电路单相桥式整流电路原理图如下图9所示：图9单相桥式整流电路图10单相桥式整流电路电压电流波形它是由四个二极管接成电桥的形式结构构成的，

4、如图9（a）所示，（b）是其简化画法。工作原理：（1）u>0，导通，截止。电流的i的通路为：（2）u<0,导通，截止。（二）三相半控桥式整流电路1.晶闸管（1）基本结构：晶闸管是具有三个PN结的四层结构，如图11所示。引出的三个电极分别为阳极A，阴极K和控制极（或称门极）G。（2）工作原理：晶闸管可以看成是由PNP型和NPN型两个晶体管连接而成，每一个晶体管的基极与另一个晶体管的集电极相连，如图12所示。阳极A相当于NPN型晶体管T2的发射极。图11晶闸管的架构和表示符号图12晶闸管的工作原理1.晶闸管整流电路半控桥式整流电路（简称半控桥），电路图如下图13

5、所示：图13单向半控桥式整流电路当u>0,导通，截止电流通路：当u<0，、截止，、导通电流通路：图15三相半控整流电路图14整流电路的电压与电流波形由于直流电机供电电源为三相交流电，故应采用图15所示的三相半控整流电路。（一）单结晶体管触发电路图15（a）是由单结晶体管组成的驰张振荡电路，可从电阻上取出脉冲电压。图15单结晶体管张弛振荡电路图16由单结晶体管触发的单相整流电路图17单结晶体管触发电路（一）测速发电机测速发电机的原理见图1的速度反馈中的RP2和TG。一、系统框图一、双闭环直流调速系统的工作原理和自动调节过程：（一）电流调节器ACR的调节作用：电

6、流环为由ACR和电流负反馈组成的闭环，它的主要作用是稳定电流。（二）速度调节器ASR的调节作用：一、五、参考文献（1）秦曾煌《电工学》高等教育出版社（2）邱关源、罗先学《电路》高等教育出版社（3）孔凡才《自动控制原理与系统》机械工业出版社拖动控制系统