单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,4.4,双闭环直流调速系统的弱磁控制,为什么要进行弱 磁控制？,变压与弱磁配合控制,图,4-32,弱磁与调压配合控制特性,4.4 双闭环直流调速系统的弱磁控制为什么要进行弱 磁控制,1,把调压与弱磁的给定装置统一成一个电位器，弱磁升速靠系统内部的信号自动进行。,在基速以下，应该在满磁的条件下调节电压，在基速以上，应该在额定电压下调节励磁，因此存在恒转矩的变压调速和恒功率的弱磁调速两个不同的区段。,选择一种合适的控制方法，可以在这两个区段中交替工作，也能从一个区段平滑地过渡到另一个区段中去，,把调压与弱磁的给定装置统一成一个电位器，弱磁升速靠系统内部的,2,励磁电流的闭环控制,图,4-33,带有励磁电流闭环的弱磁与调压配合控制直流调速系统,AFR,励磁电流调节器,UPEF,励磁电力电子变换器,TAF,励磁电流互感器,励磁电流的闭环控制,3,励磁控制系统,在原先转速、电流双闭环系统的基础上，,采用励磁电流闭环控制弱磁程度。,当转速升到额定转速,以上时，将根据感应电动势不变的原则，逐步减小励磁电流给定,，在励磁电流闭环控制作用下，励磁电流,，气隙磁通,小于额定磁通,，电动机工作在弱磁状态，实现基速以上的调速。,励磁控制系统 在原先转速、电流双闭环系统的基础上，采用励磁电,4,弱磁控制时的直流电动机模型,-,非线性：参数,和,都不能再看作常数，,图,4-34,弱磁过程直流电动机的动态结构图,弱磁控制时的直流电动机模型-非线性：参数 和 都不能再,5,4.5,转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真,采用了转速、电流反馈控制直流调速系统，设计者要选择,ASR,和,ACR,两个调节器的,PI,参数，有效的方法是使用调节器的工程设计方法。,为了使调节器参数进一步优化，可用,Matlab,仿真软件构建双闭环直流调速系统的仿真平台，观测转速和电流的仿真波形，检查系统控制性能，并对参数作进一步细调。,学习在,Matlab/SIMULINK,仿真平台下双闭环直流调速系统的仿真分析方法,4.5 转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真采用了转速、,6,1.1,电流环的仿真,图,4-35,电流环的仿真模型,暂不考虑反电动势变化的动态影响,1.1电流环的仿真图4-35电流环的仿真模型暂不考虑反电,7,电流环仿真,:,暂不考虑反电动势变化的动态影响，在电流环仿真调试时，,电机拖动反抗性负载，,工作在额定负载状态，,电枢电流给定很小,，这样电机,不能起动,，避免了转速环对电流环的影响。电流环均无静差。,电流环仿真:暂不考虑反电动势变化的动态影响，在电流环仿真调试,8,图,4-36 Saturation,模块对话框,饱和非线性模块,(Saturation),，来自于,Discontinuities,组,饱和上界,改为,4,。,饱和下界,改为,-4,。,图4-36 Saturation模块对话框饱和非线性模块(,9,图,4-37,电流环的仿真结果,参考例题,4-1,设计,电枢电压快速增加后下降，维持恒定。,图4-37 电流环的仿真结果 参考例题4-1设计电枢电压快,10,图,4-38,无超调的仿真结果,PI,调节器的传递函数为,电枢电流没有超调,。,图4-38无超调的仿真结果PI调节器的传递函数为 电枢电流,11,图,4-39,超调量较大的仿真结果,PI,调节器的传递函数为,电枢电流超调量大,。,图4-39 超调量较大的仿真结果 PI调节器的传递函数为,12,电流环校正成典型,型系统,PI,调节器的传递函数为,图,4-40,电流环校正成典型,型系统,电流环校正成典型型系统PI调节器的传递函数为图4-40电,13,2,转速环的系统仿真,图,4-41,转速环的仿真模型,2转速环的系统仿真图4-41 转速环的仿真模型,14,图,4-42,聚合模块对话框,从,Signal Routing,组中选用了,Mux,模块来把几个输入聚合成一个向量输出给,Scope,输入量的个数设置为,2,图4-42聚合模块对话框从Signal Routing组中,15,图,4-43,转速环空载起动波形图,ASR,调节器传递函数为,双击阶跃输入模块把阶跃值设置为,10,图4-43转速环空载起动波形图ASR调节器传递函数为 双击,16,图,3-35,转速环满载高速起动波形图,把负载电流设置为,52.5,，满载起动，,图3-35转速环满载高速起动波形图把负载电流设置为52.5,17,图,4-45,转速环的抗扰波形图,转速环抗扰过程进行仿真，它是在负载电流,I,dL,(,s,),的输入端加上负载电流，,图4-45 转速环的抗扰波形图转速环抗扰过程进行仿真，它是,18,在工程设计时，首先根据典型,I,型系统或典型,型系统的方法计算调节器参数，,然后利用,MATLAB,下的,SIMULINK,软件进行仿真，,灵活修正调节器参数，直至得到满意的结果。,在工程设计时，首先根据典型I型系统或典型型系统的方法计算调,19,