直流調(diào)速課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、交直流調(diào)速課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)雙閉環(huán)可逆直流脈寬PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、引言直流電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng)制動(dòng)性能，宜于在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反轉(zhuǎn)的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)，雖然高性能交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展很快，交流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代了直流調(diào)速系統(tǒng)。然而直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)不僅在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，目前還在應(yīng)用；而且從控制規(guī)律的角度來(lái)看，直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。他可以很好的抑制被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)的調(diào)速系

2、統(tǒng)可以再保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。本設(shè)計(jì)是以直流PWM控制調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、以及電流調(diào)節(jié)器ACR并用PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行校正，對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行采集，處理起到無(wú)靜差效果。二、方案選定1.PWM系統(tǒng)在很多方面具有較大的優(yōu)越性 ：1）  PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。2） 開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣，可達(dá)到1：10000左右。4） 如果可以與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。5） 功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)

3、通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。 6） 直流電源采用不可控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 2、 變頻調(diào)速很快為廣大電動(dòng)機(jī)用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調(diào)速方法，在一些中小容量的動(dòng)態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速是非常值得自動(dòng)化工作者去研究的。在變頻調(diào)速方式中，PWM調(diào)速方式尤為大家所重視，這是我們選取它作為研究對(duì)象的重要原因。同開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，

4、對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用PI控制器時(shí)，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。但是如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，如果要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照要求來(lái)控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流或轉(zhuǎn)矩。另外，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗干擾性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生，因此動(dòng)態(tài)誤差較大。在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中，一般有兩個(gè)基本要求：一是能夠快速啟動(dòng)制動(dòng)；二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，如果要求快速起動(dòng)，必須使直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)

5、過(guò)程中輸出最大的恒定允許電磁轉(zhuǎn)矩，即最大的恒定允許電樞電流，當(dāng)電樞電流保持最大允許值時(shí)，電動(dòng)機(jī)以恒加速度升速至給定轉(zhuǎn)速，然后電樞電流立即降至負(fù)載電流值。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對(duì)電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。以上兩點(diǎn)都涉及電樞電流的控制，所以自然考慮到將電樞電流也作為被控量，組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。如下圖所示（參照書(shū)本61頁(yè)），直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串極聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電

6、壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)方法，相對(duì)成本較高，但保證了系統(tǒng)的可靠性能，保證了對(duì)生產(chǎn)工藝的要求的滿足，既保證了穩(wěn)態(tài)后速度的穩(wěn)定，同時(shí)也兼顧了啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在啟動(dòng)過(guò)程的主要階段，只有電流負(fù)反饋，沒(méi)有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮主要作用，既能控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差調(diào)節(jié)，又能控制電流使系統(tǒng)在充分利用電機(jī)過(guò)載能力的條件下獲得最佳過(guò)渡過(guò)程，很好的滿足了生產(chǎn)需求。三、橋式可逆PWM變換器的工作原理脈寬調(diào)制器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列，從而平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

7、橋式可逆PWM變換器電路如下圖所示。這是電動(dòng)機(jī)M兩端電壓的極性隨開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓的極性變化而變化。橋式可逆PWM變換器電路（課本97頁(yè)）雙極式控制可逆PWM變換器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓、輸出電壓和電流波形如下圖所示：課本97頁(yè)雙極式控制可逆PWM變換器的驅(qū)動(dòng)電壓波形、輸出電壓和電流波形它們的關(guān)系是：。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)時(shí)，電樞電流沿著回路1流通；晶體管、飽和導(dǎo)通而、截止。當(dāng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓反號(hào)，Id沿著回路2經(jīng)二極管續(xù)流，、截止，但、不能立即導(dǎo)通，電樞電流經(jīng)、續(xù)流，這時(shí)。在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式PWM變換器的特征，其電壓、電流波形如圖2所示。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。當(dāng)正脈

8、沖較寬時(shí)，則的平均值為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)正脈沖較窄時(shí)，則反轉(zhuǎn)；如果正負(fù)脈沖相等，平均輸出電壓為零，則電動(dòng)機(jī)停止。雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為如果定義占空比，電壓系數(shù)則在雙極式可逆變換器中調(diào)速時(shí)，的可調(diào)范圍為01相應(yīng)的。當(dāng)時(shí)，為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。但電動(dòng)機(jī)停止時(shí)電樞電壓并不等于零，而是正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓，因而電流也是交變的。這個(gè)交變電流的平均值等于零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增大電動(dòng)機(jī)的損耗這是雙極式控制的缺點(diǎn)。但它也有好處，在電動(dòng)機(jī)停止時(shí)仍然有高頻微震電流，從而消除了正、反向時(shí)靜摩擦死區(qū)，起著所謂“動(dòng)力潤(rùn)滑”的作用。雙極式控制的橋式可逆P

9、WM變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1）電流一定連續(xù)。2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行。3）電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。4）低速平穩(wěn)性好，每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。（參照98頁(yè)）控制電路如下所示。主要組成部分有信號(hào)設(shè)定（頻率給定、給定積分器）、正弦參考信號(hào)幅值和頻率控制電路（絕對(duì)值運(yùn)算器、壓控振蕩器、函數(shù)發(fā)生器、極性鑒別器）、PWM波發(fā)生器（三相正弦波發(fā)生器、鎖相環(huán)、三相波載波發(fā)生器、比較器）及與主電路相隔離的電壓/電流檢測(cè)回路、驅(qū)動(dòng)回路及保護(hù)回路。四、系統(tǒng)控制電路圖控制電路如下所示。主要組成部分有信號(hào)設(shè)定（頻率給定、給定積分器）、正弦參考信號(hào)幅值和頻率控制電路（絕對(duì)值

10、運(yùn)算器、壓控振蕩器、函數(shù)發(fā)生器、極性鑒別器）、PWM波發(fā)生器（三相正弦波發(fā)生器、鎖相環(huán)、三相波載波發(fā)生器、比較器）及與主電路相隔離的電壓/電流檢測(cè)回路、驅(qū)動(dòng)回路及保護(hù)回路(cad制圖)五、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析由于采用了脈寬調(diào)制，電流波形都是連續(xù)的，因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡(jiǎn)單，電壓平衡方程如下 .按電壓平衡方程求一個(gè)周期內(nèi)的平均值，即可導(dǎo)出機(jī)械特性方程式，電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的電壓都是，平均電流用表示，平均轉(zhuǎn)速，而電樞電感壓降的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。于是其平均值方程可以寫(xiě)成則機(jī)械特性方程式六、 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖首先要畫(huà)出雙閉環(huán)直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖（參照課本61頁(yè)圖3-

11、3）所示，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均是采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓，分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征。一般存在兩種狀況：飽和輸出達(dá)到限幅值；不飽和輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，相當(dāng)與使該調(diào)節(jié)環(huán)開(kāi)環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是為零。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（參照課本61頁(yè)）實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。為了獲得近似

12、理想的過(guò)度過(guò)程，并克服幾個(gè)信號(hào)綜合于一個(gè)調(diào)節(jié)器輸入端的缺點(diǎn)，最好的方法就是將被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量電流分開(kāi)加以控制，用兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。所以本文選擇方案二作為設(shè)計(jì)的最終方案。如圖為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖七、單片機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的 UPE 是直流 PWM 功率變換器。系統(tǒng)的特點(diǎn)：雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測(cè)。由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)，系統(tǒng)由主電路、檢測(cè)電路、控制電路、給定電路、顯示電路組成。如下圖為雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。 主電路由二極管整流器 UR、PW

13、M 逆變器 UI 和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容 C 濾波，同時(shí)兼有無(wú)功功率交換的作用?？赡鍼WM變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱(chēng)H形）電路，如圖7為橋式可逆PWM變換器。這時(shí)電動(dòng)機(jī)M兩端電壓Uab的極性隨開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓極性的變化而變化，其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種，本設(shè)計(jì)用的是雙極性控制的可逆PWM變換器。雙極性控制的橋式可逆PWM變換器有電流一定連續(xù)、可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流可消除靜摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)。橋式可逆PWM變換器雙極性控制可控PWM變換器的輸出平均電壓為：轉(zhuǎn)速反饋電路如下圖所示，由測(cè)速發(fā)電機(jī)得

14、到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。轉(zhuǎn)速反饋電路泵升電壓限制當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)減速或停車(chē)時(shí),儲(chǔ)存在電機(jī)和負(fù)載傳動(dòng)部分的動(dòng)能將變成電能，并通過(guò) PWM 變壓器回饋給直流電源。一般直流電源由不可控的整流器供電，不可能回饋電能，只好對(duì)濾波電容器充電而使電源電壓升高，稱(chēng)作“泵升電壓”。如果要讓電容器全部吸收回饋能量，將需要很大的電容量，或者迫使泵升電壓很高而損壞元器件。在不希望使用大量電容器（在容量為幾千瓦的調(diào)速系統(tǒng)中，電容至少要幾千微法）從而大大增加調(diào)速裝置的體積和重量時(shí)，可以采用由分流

15、電阻 R 和開(kāi)關(guān)管 VT 組成的泵升電壓限制電路，用R 來(lái)消耗掉部分動(dòng)能。R 的分流電路靠開(kāi)個(gè)器件 VT 在泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí)接通。八、主電路參數(shù)計(jì)算和元件選擇主電路參數(shù)計(jì)算包括整流二極管計(jì)算，濾波電容計(jì)算、功率開(kāi)關(guān)管 IGBT 的選擇及各種保護(hù)裝置的計(jì)算和選擇等。（一）（1） 整流二極管的選擇根據(jù)二極管的最大整流平均 和最高反向工作電壓 分別應(yīng)滿足：（A）（V）選用大功率硅整流二極管，型號(hào)和參數(shù)如下所示：型號(hào)額定正向平均電流（A)額定反向峰值電壓URM（V)正向平均壓降 （V)反向平均漏電流 （mA)散熱器型號(hào)ZP10A1020020000.50.76SZ14在設(shè)計(jì)主電路時(shí)，濾波電容是根

16、據(jù)負(fù)載的情況來(lái)選擇電容C值，使RC（35）T/2，且有（V)，即C15000uF故此，選用型號(hào)為CD15的鋁電解電容，其額定直流電壓為400V，標(biāo)稱(chēng)容量為22000uF。（2）絕緣柵雙極晶體管的選擇最大工作電流Imax2Us/R=440/0.45=978(A)集電極發(fā)射極反向擊穿電壓 (23)Us=440660v（二）調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇（1）調(diào)節(jié)器工程設(shè)計(jì)方法的基本思路 先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度。再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開(kāi)始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。在這里是：先從電流環(huán)人手，首先設(shè)計(jì)好電流調(diào)節(jié)器，然后把整

17、個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。（2）電流環(huán)的設(shè)計(jì)H型單極式PWM變換器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，采用寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)。額定力矩為4.9N·m，電樞電阻Ra=1.64，電樞回路總電感L=10.2mH，額定電流=6A，額定電壓=110V。調(diào)速系統(tǒng)的最小負(fù)載電流=1A，電源電壓=122V，電力晶體管集電極電阻=2.5，設(shè)=2。=1000r/min，電樞回路總電阻R=2,電流過(guò)載倍數(shù)=2。如圖為電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖確定時(shí)間常數(shù)（1）電流濾波時(shí)間常數(shù) 取2ms=0.002s（2） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型I型系

18、統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)如下參照課本81頁(yè)3-48計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)，應(yīng)取，因此 于是ACR的比例系數(shù)為檢驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：1） 校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件2） 校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件滿足近似條件3） 檢驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件計(jì)算ACR的電阻和電容取，則 0.227*40=9.08，取 取0.56F 取0.2F按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為，故滿足設(shè)計(jì)要求。(3)轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù)（1） 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為，前面已經(jīng)算出，則（2）取轉(zhuǎn)速濾波時(shí)

19、間常數(shù)。（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)根據(jù)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差及其他動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)，ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為=5*=0.074s則 校驗(yàn)近似條件（1） 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件滿足條件（2） 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件滿足近似條件計(jì)算調(diào)節(jié)器的電阻電容轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的原理圖如圖（課本87頁(yè)3-25）取R0=40則 檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí)，而，因此能滿足設(shè)計(jì)要求（三）轉(zhuǎn)速及電流檢測(cè)環(huán)節(jié)1） 轉(zhuǎn)速檢測(cè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路如圖所示。與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī)

20、，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un，與給定電壓Un*相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差輸送給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不僅表示轉(zhuǎn)速的大小，還包含轉(zhuǎn)速的方向，調(diào)節(jié)電位器即可改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。2） 電流檢測(cè)環(huán)節(jié)電流反饋環(huán)的輸入信號(hào)是主電路的電流量，經(jīng)變化后獲得輸出為直流電壓的反饋量Ui，根據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)的組成，常用的電流反饋方式和檢測(cè)元件為霍爾效應(yīng)電流變換器?；魻栕儞Q器的線性度好、無(wú)慣性、裝置簡(jiǎn)單，但是輸出電壓一般為mV級(jí)，使用時(shí)須附加電壓放大器。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)對(duì)于電流反饋環(huán)節(jié)的基本要求是：電流反饋信號(hào)Ui要保證10V左右。Ui信號(hào)大小取決于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出限幅值Uim*的整定，即Ui=U

21、im*=Idm=In。 對(duì)電流反饋信號(hào)要求進(jìn)行濾波，濾掉交流分量。但濾波時(shí)間常數(shù)Toi=1/4RoCoi不得過(guò)大，否則將使電流環(huán)的等效時(shí)間常數(shù)過(guò)大，限制了電流環(huán)頻帶的展寬，影響電流響應(yīng)的快速性，為抵消電流反饋通道濾波慣性的影響，在電流調(diào)節(jié)器的前向通道需設(shè)置給定濾波環(huán)節(jié)，并使兩者時(shí)間常數(shù)大小相等。通過(guò)霍爾傳感器測(cè)量電流，用一環(huán)形導(dǎo)磁材料做成磁芯，套在被測(cè)電流流過(guò)的導(dǎo)線上，將導(dǎo)線中電流感生的磁場(chǎng)聚集起來(lái)，在磁芯上開(kāi)一氣隙，內(nèi)置一個(gè)霍爾線性元件，器件導(dǎo)通后，便可由它的霍爾輸出電壓得到導(dǎo)線中流通的電流。閉環(huán)霍爾電流傳感器主要有以下特點(diǎn)：可以同時(shí)測(cè)量任意波形電流，如：直流、交流、脈沖電流；副邊測(cè)量電流與原邊被測(cè)電流之間完全電氣隔離，絕緣電壓一般為2kv12kv；電