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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-电流双闭环直流电
2、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。（1）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，一个是电枢回路，另一个是
3、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 eTaeaKRUn2其中， ，称为电机理想空载转速， 为电机转速降，eaKn0 eTaKRn2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U3直流电动机的系统框图（2）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 7 PI 调节器的电路原理图 图 8 PI 调节器的输出特性（3）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：它是由四个二极管接成电桥的形式结构构成的，如图 9（a）所示， （
4、b）是其简化画法。工作原理：（1）u0，导通，截止。电流的 i 的通路为： （2）u0, 导通，截止 电流通路： 1T当 u0， 、 截止， 、 导通 电流通路： 2D2T1 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。（5）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1R。GU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（6）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。二、 系统框图三、 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： 四、 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
