教学内容 2.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性 通过本节内容的学习,使同学掌握双闭环直流调速系统 教学目的 的特点;稳态分析方法。同时使同学掌握提出问题解决 教学重点 转矩控制的概念,双闭环系统的分析方法。 建议学时 2学时 教学教具与方法 多媒体教学系统,ppt演示 1.简单复习第一章内容,引岀带电流截止负反馈的单闭环无静调速 系统的局限性 教2.指出控制转速的本质是控制转矩,而对于直流电机,就是控制电 学 枢电流。从电机的运动方程得出要实现电机的快速起动,必须在 过 启动过程中保持电枢电流等于电机所能允许的最大电流。 程|3.引出双闭环系统,分析系统结构及静特性 4.稳态参数计算及P调节器的特点
1 教学内容 2．1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性 教学目的 通过本节内容的学习，使同学掌握双闭环直流调速系统 的特点；稳态分析方法。同时使同学掌握提出问题解决 问题的方法。 教学重点 转矩控制的概念，双闭环系统的分析方法。 建议学时 2 学时 教学教具与方法 多媒体教学系统， ppt 演示 教 学 过 程 1． 简单复习第一章内容，引出带电流截止负反馈的单闭环无静调速 系统的局限性。 2． 指出控制转速的本质是控制转矩，而对于直流电机，就是控制电 枢电流。从电机的运动方程得出要实现电机的快速起动，必须在 启动过程中保持电枢电流等于电机所能允许的最大电流。 3． 引出双闭环系统，分析系统结构及静特性。 4． 稳态参数计算及 PI 调节器的特点
.问题的提出 1.简单复习第一章内容 开特性太软转速闭墙转电流过大加电流截 环(P) 止负反馈 动波形 系统有静差转速无静差不够理想 系统(PI) 2.转速单闭环调速系统的局限性 仅考虑了静态性能,没考虑动态性能,在系统快速性要求较高的场合, 仅考虑静态性能是不够的。 如何提高快速性? 3.控制速度与电流控制的关系 7-n1=GD2 375dt Te=CnId 所以14-l1= GD- dn 提高快速性:在充分利用电机过载能力(=l)的情况下,使电 机以最大加速度升速。 5.理想的起动过程
2 一．问题的提出 1．简单复习第一章内容 2．转速单闭环调速系统的局限性： 仅考虑了静态性能，没考虑动态性能，在系统快速性要求较高的场合， 仅考虑静态性能是不够的。 如何提高快速性？ 3．控制速度与电流控制的关系 dt GD dn Te TL 375 2 − = e m d T = C I 所以 dt dn C GD I I m d L 375 2 − = 提高快速性：在充分利用电机过载能力（ d dm I = I ）的情况下，使电 机以最大加速度升速。 5． 理想的起动过程
转速单闭环无静差调速系统的起动过程 原因:转速、电流共用一个调节器。 二.转速、电流双闭环调速系统组成 1.双环系统原理图 根据提出的要求,我们将电流、转速调节器分开,分别用两个调 节器,由于是调速系统,所以转速环为外环,转速环的输岀作为电流 环的给定 内环 ACR UPE Ud 外环 2.电路原理图 LM U 注意两点:a)转速调节器的输岀限幅值决定电机最大电流。限幅电路 个绍:内限幅乃外限幅
3 转速单闭环无静差调速系统的起动过程： 原因：转速、电流共用一个调节器。 二．转速、电流双闭环调速系统组成 1． 双环系统原理图： 根据提出的要求，我们将电流、转速调节器分开，分别用两个调 节器，由于是调速系统，所以转速环为外环，转速环的输出作为电流 环的给定。 2．电路原理图： 注意两点：a）转速调节器的输出限幅值决定电机最大电流。限幅电路 介绍：内限幅及外限幅
思考:两个调节器均用P调节器,系统静特性是怎样的?与带电流截 止负反馈的单闭环无静差调速系统作比较。 三.转速、电流双闭环调速系统的稳态结构框图和静特性 强调结构图的概念, 1.稳态结构图 ASR U:, ACR U 2.静特性 注意:正常运行时电流调节器不应当饱和。 (1)转速调节器(ASR)不饱和 ASR、ACR均不饱和,其输入偏差电压均为零 =U=an= an U=U= Bl 教 这样 (2)ASR饱和(转速环相当于开环) U=Un=BL4=Bm即1。-B B
4 教 案 思考：两个调节器均用 PI 调节器，系统静特性是怎样的？与带电流截 止负反馈的单闭环无静差调速系统作比较。 三．转速、电流双闭环调速系统的稳态结构框图和静特性 强调结构图的概念， 1．稳态结构图 2．静特性： 注意：正常运行时电流调节器不应当饱和。 （1） 转速调节器（ASR）不饱和 ASR、ACR 均不饱和，其输入偏差电压均为零。 0 * Un = Un = n = n i i d U = U = I * 这样， 0 * n U n n = = （2） ASR 饱和（转速环相当于开环） i im d dm U = U = I = I * * , 即 dm im d I U I = = * 0 * n n U n = =
ASR饱和 时 B Un=Un=a三n U=U=Bla 反馈U⊙ 1系数 PI调节器的特点 PI调节器的输岀量在动态过程中决定于输入量的积分,到达稳态时, 输入为零,输出的稳态值与输入无关,而是由它后面环节的需要决定的 稳态时:ASR的输出 =B4---取次子U_Cn+lR_CUa+laR K 负载 ACR的输出 -取决于给定转速即负载大小
5 教 案 ASR 饱和 时，U*i = U*im， 反 馈 系数： PI 调节器的特点： PI 调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分，到达稳态时， 输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。 稳态时：ASR 的输出： Ui * = I d ―――取决于 负载 ACR 的输出： ――――取决于给定转速即负载大小。 i dL * i n 0 * n U U I U U n n = = = = = dm * im d I U I = = max * nm n U = dm * im I U = s dL * e n s e d s d0 c / K C U I R K C n I R K U U + = + = =