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1、1,2.5转速反馈控制直流调速系统的限流保护,2.5.1转速反馈控制直流调速系统的过电流问题 2.5.2 带电流截止负反馈环节的直流调速系统,2,2.5.1转速反馈控制直流调速系统的过电流问题,3,起动的冲击电流 闭环调速系统突加给定起动的冲击电流 堵转电流,限流保护问题的提出,4,在转速反馈控制直流调速系统上突加给定电压时，电枢电压立即达到它的最高值，对电动机来说，相当于全压起动，会造成电动机过流。 当直流电动机被堵转时，电流将远远超过允许值。如果只依靠过流继电器或熔断器来保护，过载时就跳闸。,5,系统中必须有自动限制电枢电流的环节。 引入电流负反馈，可以使它不超过允许值。但这种作用只应在起
2、动和堵转时存在，在正常的稳速运行时又得取消。 当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈，叫做电流截止负反馈。,6,电流负反馈作用机理,系统中必须有自动限制电枢电流的环节。 引入电流负反馈,电枢串电阻起动 引入电流截止负反馈 加给定积分环节,解决办法,7,2.5.2 带电流截止负反馈环节的直流调速系统,1.电流截止负反馈环节 2.带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性 3.带电流截止的无静差直流调速系统,8,1.电流截止负反馈环节,限流作用只需在起动和堵转时起作用 正常运行时让电流自由地随着负载增减。 电流截止负反馈，简称截流反馈。,9,图2-38 电流截止负反馈环节 （a）
3、利用独立直流电源作比较电压（b）利用稳压管产生比较电压,10,电流反馈信号取自串入电动机电枢回路中的小阻值电阻Rs，IdRs正比于电流。 图2-38(a)中 用独立的直流电源作为比较电压Ucom，其大小可用电位器调节， 在IdRs与Ucom之间串接一个二极管VD，当IdRs Ucom时，二极管导通，电流负反馈信号Ui即可加到放大器上去；当IdRs Ucom时，二极管截止， Ui消失。 图2-38(b)中 利用稳压管VST的击穿电压Ubr作为比较电压Ucom 。 截止电流 Idcr=Ucom/Rs,11,当输入信号IdRs-Ucom0时，输出Ui=IdRs-Ucom， 当IdRs-Ucom 0时
4、，输出Ui=0。,图2-39 电流截止负反馈环节 的输入输出特性,12,图2-40 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构框图,2.带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性,13,当IdIdcr时，电流负反馈被截止，静特性与只有转速负反馈调速系统的静特性相同,(2-32),当IdIdcr后，引入了电流负反馈，静特性变成,(2-95),14,图2-41 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性,CA段 : 电流负反馈被截止 AB段 : 电流负反馈起作用,15,静特性两个特点,（1）电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 Kp Ks Rs ，因而稳态速降极大
5、，特性急剧下垂。 （2）比较电压 Ucom 与给定电压 Un* 的作用一致，好象把理想空载转速提高到,(2-96),16,一般KpKsRsR，因此,令n=0，得到堵转电流Iabl,(2-97),(2-98),17,电流截止负反馈环节参数设计,堵转电流Idbl应小于电机允许的最大电流，一般取 Idbl =（1.52） IN 从调速系统的稳态性能上看，希望稳态运行范围足够大，截止电流应大于电机的额定电流，一般取 Idcr （1.11.2）IN,18,3带电流截止的无静差直流调速系统,系统组成 工作原理 稳态结构与静特性 参数计算,19,图2-42 无静差直流调速系统,20,TA为检测电流的交流互感
6、器，经整流后得到电流反馈信号Ui。 当电流达到截止电流Idcr时， Ui高于稳压管VS的击穿电压，使晶体三极管VBT导通， 忽略晶体三极管VBT导通压降，则PI调节器的输出电压Uc为零， 电力电子变换器UPE的输出电压Ud=0，达到限制电流的目的。,21,图2-43 无静差直流调速系统稳态结构框图（IdIdcr）,当电动机电流低于其截止值时，上述系统的稳态结构图示于图2-43， 其中代表PI调节器的方框中无法用放大系数表示，一般画出它的输出特性，以表明是比例积分作用。,22,稳态结构与静特性（续）,当 Id Idcr 时，电流截止负反馈起作用，静特性急剧下垂，基本上是一条垂直线。,O,Id,Idcr,n1,n2,nmax,n,图2-44 带电流截止的无静差直流调速系统的静特性,无静差系统的理想静特性如右图所示。,必须指出,23,稳态参数计算,无静差调速系统的稳态参数计算很简单，在理想情况下，稳态时 Un = 0，因而 Un = Un* ，可以按式（1-67）直接计算转速反馈系数,（2-98）,电流截止环节的参数很容易根据其电路和截止电流值 Idcr计算出。 PI调节器的参数 Kpi和可按动态校正的要求计算。,24,准PI调节器,系统也只是一个近似的无静差调速系统。,图 准比例积分调节器,如果采用准PI调节器，其稳态放大系数为,由 Kp 可以计算实际的静差率。,
