发布时间 : 星期日 文章直流电动机转速电流双闭环调速系统设计更新完毕开始阅读3491313aad45b307e87101f69e3143323868f545
图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。 这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
3.2系统电路结构
为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用 P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。
3.2.1稳态结构框图和静特性
4
Id ? U* n + - Un ASR U*i + - Ui R ACR Uc UP Ks Ud0 + - E 1/Ce n ? 双闭环直流调速系统的稳态结构图
?—转速反馈系数; ? —电流反馈系数
分析静特性的关键是掌握这样的PI调节器的稳态特征，一般存在两种状况：①饱和——输出达到限幅值。即饱和调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。②不饱和——输出未达到限幅值。即PI的作用使输入偏差电压?U在稳态时总为零。
实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有调速调节器饱和与不饱和两种状况：
（1）转速调节器不饱和：稳态时，他们的输入偏差电压都
*Un?n0，而得到下图静特性的CA段。 是零，因此n??* （2）转速调节器饱和： 输出达到限幅值Uim，转速外环呈
开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双闭环系统变成一个电流无静差的点电流闭环调节系统。稳态时
*UimId??Idm，从而得到下图静特性的AB段。
? 这样的静特性显然比带电流截止负反馈的单闭环系统静特性好。然而，实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷
5
大，特别是为了避免零点漂移而采用“准PI调节器”时，静特性的两段实际上都N略有很小的静差，见图的虚线。
3.2.3 稳态参数的计算
双闭环调速系统的稳态参数计算与单闭环有静差系统完全不同，而是和无静差系统的稳态计算相似，即根据各调节器的给定与反馈值计算有关的反馈系数： 速反馈转系数
电流反馈系数
电动机的电动势常数
Ce?UN*Unm5V????0.0017V.min/rnmax3000r/min*Uim5V????2.22V/AIdm1.5?1.5A?INRan?N24?1.5?1.8V?min/r?0.0071V?min/r
3000
6
3.3调节器的设计
双闭环调速系统的动态结构图
3.3.1确定时间常数
（1）整流装置滞后时间常数Ts。由附表6.1知，PWM装置的延长时间 Ts=0. 1ms=0.0001s。
（2）电流滤波时间常数Toi。单相全控桥PWM波形的周期为
T?11?s?0.1ms 3f10?10 （1~2）Toi=0.1ms，因此取Toi=0.08ms=0.00008s。 （3）电流环小时间常数之和T?i。按小时间常数近似处理，取T?i= Ts+Toi=0.00018s。
（4）电磁时间常数TL
Tl?L9.76?10?3??0.0217s R4.5a2. 选择电流调节器的结构
7