内容发布更新时间 : 2024/11/20 13:35:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第二章

1.直流调速系统用的可控直流电源

（1）相控整流器（AC-DC）[晶闸管整流器-电动机系统（V-M系统）]

原理：调节控制电压 ，改变触发脉冲相位，改变整流器输出瞬时电压，平均电

压 随之改变

存在问题：1）轻载时，深度调速时可能产生电流断续，导致特性严重非线性进而

影响调速品质 2）晶闸管单向导电，导致电动机可逆运行困难 3）基于门极移相触发控制，低速运行时功率因数变差，产生较多谐波，引起电网电压畸变

解决方法：（1.1）增加整流电路相数，或采用多重化技术； （1.2）设置电感量足够大的平波电抗器；

整流装置模型：一阶惯性环节

（2）PWM变换器（DC-DC）[直流脉宽调速系统]

原理：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变

的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速

带制动不可逆PWM变换器调速：P18 图（a），分为4个阶段： 正向电动：（条件 使 ）

（1） ，VT1导通，电流流向1

（2） ，VT1关断，电流VD2续流，电流流向2 正向制动：（条件 使 ）

（3） ，VT2关断，VD1续流，电流流向4 [电源回馈制动] （4） ，VT2导通，电流流向3 [能耗制动]

特：轻载电动状态（电流小，关断后未到周期T已衰减到0，提前导通，电流

方向发生变化）

（1）VD1续流，电流 –id 沿回路4流通； （2）VT1导通，电流 id 沿回路1流通； （3）VD2续流，电流 id 沿回路2流通； （4）VT2导通，电流 –id 沿回路3流通。

2.性能指标及机械特性

（1）调速范围 ：电动机提供最高转速和最低转速之比，

调速系统的调速范围 指在最低速时还能满足所需静差率的调速范围

（2）静差率 ：某转速下运行，负载由理想空载增加到额定值所对应转差降落与理论空载转

速之比

系统静差率指标 应以最低速度时所能达到数值为准

（3）调速范围与静差率关系：对静差率要求越严格，即 越小，系统能允许的调速范围也越

小

（4）开环调速 电力电子变换器： 电动机

3.转速反馈控制的直流调速系统

（1）静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系 静特性方程：

[ ]

开环放大系数：

[相当于反馈断开的输出到输入各环节放大系数乘积]

电动机放大系数：

（2）开环系统机械特性与闭环系统静特性的关系 开环系统机械特性方程可以写成：

1）闭环系统静特性比开环系统静特性硬得多 [转速降落

，1+k倍关系] ] 2）同一个 值的开环和闭环系统，闭环系统静差小得多 [

3）静差率一定，闭环系统可大大提高调速范围 [ ]

以上三点优势，需要K足够大，即设置放大器及检测与反馈装置

（3）反馈控制规律：1）比例反馈是有静差的控制系统 2）抵抗扰动，服从给定 3）系统

精度依赖于给定和反馈检测的精度 （4）比例闭环调速系统稳定性

[ ,

, ]

（5）比例，积分控制特点，有无静差的概念

有静差系统：自动系统中，输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差 比例特点：迅速响应，但有稳态误差 （只取决于当前输入偏差） 积分特点：消除稳态偏差，但响应缓慢（包含偏差全部历史），可以在误差为0时，

保持终值，即在无静差情况下保持恒速运行，实现无静差调速

PI调节器则综合比例和微分的优点 （6）阶跃给定输入稳态误差

1）0型系统对于阶跃给定输入稳态有差——有差调速系统 2）1型系统对于阶跃给定输入稳态无差——无差调速系统 （7）电流截止负反馈（自动限制电枢电流的环节）

这种应用只在起动和堵转时存在，正常运行时消失，让电流随负载增减而变化，这种

电流达到一定程度才出现的电流负反馈叫电流截止负反馈

第三章

1.双闭环系统结构及静特性

（1）引入电流闭环的原因：转速反馈（单闭环系统），用PI调节器实现稳态无静差，电流

截止负反馈限制电枢电流，但不能理想控制电流（实际希望电流保持恒定最大值启动） （2）闭环结构：外环——转速环，内环——电流环 均采用PI调节器 限幅：转速调节器（ASR）决定电流给定的最大值

电流调节器（ACR）决定了电力电子变换器的最大输出值

调节器工作状态：饱和：输入量不在影响输出（开环）[电流调节器工作在不饱和] 不饱和：PI作用使输入偏差电压在稳态时趋于零 2.动态过程

（1）第一阶段（0~ ）

，电机不动；

，电机起动，转速增长较慢，电枢电流 迅速上升到 , , 电流调节器压制 增长标志此阶段结束

ASR很快进入并保持饱和状态，ACR一般不饱和 （2）第二阶段（ ）

恒定，转速成线性增长 ASR始终饱和，ACR不饱和

无法到达 的原因：ACR为PI调节器，可消除阶跃静差，但不能消除斜坡静差，

电流闭环扰动为电机反电动势（斜坡扰动量） （3）第三阶段（ 以后）

到给定转速，偏差为零，由于积分作用，转速继续上升，超速后ASR输入为负， 和

迅速下降，只要 ，转速继续上升

到 ，转矩 ，电机开始在负载阻力下减速直道稳态 情况：当电流小于负载电流时，电机才能降速

（4）启动过程3个特点：1）饱和非线性 2）转速超调 3）准时间最优控制 （5）抗扰动分析：抗负载扰动：靠ASR来产生作用（ACR之外） 抗电网电压扰动：电流反馈可及时调节 3.转速调节器，电流调节器的作用 （1）转速调节器：

1）调速系统主导调节器，转速n很快跟踪 变化，稳态时减小转速误差 2）对负载变化其抗扰动作用

3）输出幅限决定电动机允许最大电流 （2）电流调节器

1）作用是使电流紧紧跟随给定电压 的变化 2）对电网电压波动起及时抗扰动的作用

3）动态过程中获得电机最大允许输出电流，加快动态过程

4）电机过载或堵转时，限制电枢电流最大值，起快速自动保护作用

第四章

1.直流PWM可逆调速系统

（1）桥式可逆PWM变换器运行 正向电动运行状态

1） 第一阶段：VT1和VT4导通，VT2和VT3截止，电流流向1号线， 2） 第二阶段：VT1和VT4截止，VD2和VD3续流，电流流向2号线， 正向制动运行状态

1） 第一阶段：VT2和VT3截止，VD1和VD4续流，电流流向4号线， 2） 第二阶段：VT2和VT3导通，VT1和VT4保持截止，电流流向3号线， （2）正向电动，正向制动，轻载时输出电流、电压波形 （3）双极式控制的桥式可逆PWM变换器优缺点

优点：1）电流一定连续 2）可使电动机四象限运行 3）电动机停止时有微振电流，