5转速单闭环直流调速系统

1、自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1411 问题的提出问题的提出2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律3 比例积分控制规律比例积分控制规律4 无静差直流调速系统及其稳态参数计算无静差直流调速系统及其稳态参数计算比例积分控制规律和无静差调速系统比例积分控制规律和无静差调速系统比例积分控制规律和无静差调速系统比例积分控制规律和无静差调速系统自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1421.6.1 问题的提出问题的提出 如前如前,采用采用P放大器控制的有静差的调速系统，放大器控制的有静差的调速系统，Kp 越大，系统精度越高；但越大，系统精度越高；但 Kp 过大

2、，将降低系过大，将降低系统稳定性，使系统动态不稳定。统稳定性，使系统动态不稳定。 进一步分析静差产生的原因，由于采用比例进一步分析静差产生的原因，由于采用比例调节器，调节器， 转速调节器的输出为转速调节器的输出为Uc = Kp Un Uc 0，电动机运行，即，电动机运行，即 Un 0 Uc = 0，电动机停止，电动机停止 自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-143 因此因此,在采用在采用比例调节器控制的自动比例调节器控制的自动系统中系统中,输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差，因此是静差，因此是有静差系统。有静差系统。 如果要消除系

3、统误差如果要消除系统误差,必须寻找其他控制方必须寻找其他控制方法法,比如：比如：采用采用积分（积分（Integration）调节器或调节器或比比例积分（例积分（PI）调节器来代替比例放大器调节器来代替比例放大器。1.6.1 问题的提出问题的提出自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1441.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律 1. 积分调节器积分调节器 如图如图,由运算放大器由运算放大器可构成一个积分电路可构成一个积分电路.根根据电路分析据电路分析,其电路方程其电路方程为：为：+CUexRbalUinR0+Aa)积分调节器原理图积分调节器原理图in0exUCR

4、1dtdU自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-145dtU1dtUCR1idtC1Uinin0ex当初始值为零时，在阶跃输入作用下，对上式进当初始值为零时，在阶跃输入作用下，对上式进行积分运算，得积分调节器的输出：行积分运算，得积分调节器的输出：CR0令：tUUinexin0exUCR1dtdU1.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1463. 积分调节器的传递函数积分调节器的传递函数s1(s)U(s)U(s)Winexi4. 转速的积分控制规律转速的积分控制规律如果采用积分调节器，则控制电压如果采用积分调节器

5、，则控制电压Uc是转速偏差是转速偏差电压电压 Un的积分，则：的积分，则：t0ncdtU1U如果是如果是 Un阶跃函数阶跃函数,则则Uc按线性规律增长按线性规律增长,每一时每一时刻刻Uc的大小和的大小和 Un横轴所包围的面积成正比横轴所包围的面积成正比。1.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-147a) 阶跃输入阶跃输入 b) 一般输入一般输入图图b绘出的是负载变化时的绘出的是负载变化时的 Un波形波形,按按Uc与与 Un横轴横轴所包围面积的正比关系所包围面积的正比关系,得得Uc曲线曲线,图中图中 Un 的最大的最大值对应于

6、值对应于Uc 的拐点。的拐点。1.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-148 由上图由上图 b 可见可见,在动态过程中在动态过程中,当当 Un变化时变化时,只要只要其其极性不变极性不变,即只要仍是即只要仍是Un* Un,积分调节器的输出积分调节器的输出Uc便一直增长便一直增长；只有达到；只有达到Un*=Un, Un=0时时,Uc才停止上才停止上升；不到升；不到 Un变负变负,Uc不会下降。不会下降。1.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律t0ncdtU1U+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+-+

7、UnUn U*nUcUPE+-MTG自动化与电气工程系自动化与电气工程系1. 在这里在这里,值得特别强调的是值得特别强调的是,当当 Un=0时时,Uc并不是零并不是零,2. 而是一个而是一个终值终值 Ucf ;3. 如果如果 Un不再变化不再变化,此终值便保持恒定此终值便保持恒定不变不变,这是积分控制的特点这是积分控制的特点.2021-6-149自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1410 若初值不是零，应加上初始电压若初值不是零，应加上初始电压Uc0，则积分式，则积分式变成：变成： c0t0ncUdtU1U分析结果：分析结果： 采用积分调节器，转速在稳态时达到与给定转采用积分调

8、节器，转速在稳态时达到与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行,实现无静差调速。实现无静差调速。1.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14111.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律5. 比例与积分控比例与积分控制的比较制的比较当负载转矩由当负载转矩由TL1突增突增到到TL2时时,有静差调速系有静差调速系统的转速统的转速 n 、偏差电压、偏差电压 Un和控制电压和控制电压Uc的变的变化过程示于右图化过程示于右图. 有静差调速系统有静差调速系统: :自动

9、化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14121.6.2 积分调节器和积分控制规律积分调节器和积分控制规律虽然某时刻虽然某时刻 Un=0,只要只要历历史上有过史上有过 Un,其积分就有其积分就有一定数值一定数值,足以产生稳态运足以产生稳态运行所需要的控制电压行所需要的控制电压Uc 结结 论论比例调节器的输出只取决比例调节器的输出只取决于输入偏差量的于输入偏差量的现状现状；而；而积分调节器的输出则包含积分调节器的输出则包含了输入偏差量的了输入偏差量的全部历史全部历史无静差调速系统无静差调速系统: :自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14131.6.3 比例积分控制规律比例

10、积分控制规律 从无静差的角度从无静差的角度积分控制积分控制优于优于比例控制比例控制,但在快速但在快速性上性上,积分控制却又不如比例控制。积分控制却又不如比例控制。 如下图如下图,在同样的阶跃输入下在同样的阶跃输入下,比例调节器的输出可比例调节器的输出可以立即响应以立即响应,而积分调节器的输出却只能逐渐改变而积分调节器的输出却只能逐渐改变. UexUinUexmtUinUexOb) I调节器调节器a) P调节器调节器UexUintUinUexO自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14141. PI调节器的传递函数调节器的传递函数Uex+C1RbalUinR0+AR1比例积分比例积分

11、(PI)调节器调节器 dtU1UKdtUCR1URRUininpiin10in01exPI调节器的输出电压由比例调节器的输出电压由比例和积分两部分相加而成和积分两部分相加而成s1sKs1K(s)Wpipipis1sK(s)W11pipi11pi1CRK令：1.6.3 比例积分控制规律比例积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14152. PI调节器输出时间特性调节器输出时间特性UexUinUexmtUinUexOKpUinOtOt UcUcUn121+2比例部分比例部分和和 Un成正比成正比,积分部分积分部分是是 Un的积分的积分曲线曲线PI调节器的输出电压调节器的输出

12、电压Uc是是+。Uc既具有既具有快速响应性能，又足以消除调速系统的静差。快速响应性能，又足以消除调速系统的静差。1.6.3 比例积分控制规律比例积分控制规律自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1416 比例积分比例积分(PI)控制综合了控制综合了比例比例(P)控制和控制和积分积分(I)控制两种规律的优点控制两种规律的优点,又克服了各自又克服了各自的缺点，扬长避短，互相补充。比例部分的缺点，扬长避短，互相补充。比例部分能迅速响应能迅速响应控制作用控制作用，积分部分则最终消，积分部分则最终消除除稳态偏差稳态偏差。 结结 论论1.6.3 比例积分控制规律比例积分控制规律自动化与电气工程

13、系自动化与电气工程系2021-6-14171转速、电流双闭环直流调速系统及其转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性静特性2双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析析转速、电流双闭环直流调速系统转速、电流双闭环直流调速系统自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14181 转速、电流双闭环直流调速系统转速、电流双闭环直流调速系统 及其静特性及其静特性0 问题的提出问题的提出1 转速、电流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的组成2 稳态结构框图和静特性稳态结构框图和静特性3 各变量的稳态工作点和稳态参数计算各变量的稳态工作点和稳

14、态参数计算2.1 转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1419 采用采用转速负反馈转速负反馈和和PI调节器调节器的单闭环直流的单闭环直流调速系统可以在保证调速系统可以在保证系统稳定系统稳定的前提下实的前提下实现现转速无静差转速无静差.但是但是,如果对系统的如果对系统的动态性能动态性能要求较高要求较高,例如：要求快速起制动，突加负例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。足需要。2.1.0 问题的提出问题的提出nKpKs 1/CeU*nUcU

15、nIdEUd0Un+- RRs-UcomUi-自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1420b) 理想的快速起动过程理想的快速起动过程IdLntIdOIdma) 带电流截止负反馈的单闭环调速系统带电流截止负反馈的单闭环调速系统2. 理想的起动过程理想的起动过程IdLntIdOIdmIdcr起动电流达到最大值起动电流达到最大值 Idm后，受电流负反馈的作后，受电流负反馈的作用降低下来，用降低下来，电机的电磁转矩也随之电机的电磁转矩也随之减小，加速过程延长减小，加速过程延长起动电流呈方形波起动电流呈方形波, ,转速转速按线性增长按线性增长. .这是在最大这是在最大电流电流( (转矩转矩

16、) )受限制时调受限制时调速系统所能获得的最快速系统所能获得的最快的起动过程的起动过程在电机最大允许电流在电机最大允许电流和转矩受限制的条件和转矩受限制的条件下，应该充分利用下，应该充分利用电电机的过载能力机的过载能力，最好，最好是在过渡过程中保持是在过渡过程中保持电流电流(转矩转矩)为允许的为允许的最大最大值，以值，以最大的加最大的加速度速度起动，到达起动，到达稳态稳态时立即让电流时立即让电流降降下来下来,使转矩马上与负载平使转矩马上与负载平衡，进入稳态运行衡，进入稳态运行2.1.0 问题的提出问题的提出自动化与电气工程系自动化与电气工程系图2-21 时间最优的理想过渡过程自动化与电气工程系

17、自动化与电气工程系2021-6-14221.单闭环系统就难以满足需要单闭环系统就难以满足需要主要原因主要原因 在单闭环系统中不能在单闭环系统中不能随心所欲随心所欲地控制电流和地控制电流和转矩的动态过程。转矩的动态过程。 在单闭环直流调速系统中，在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈电流截止负反馈环环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界临界电流值电流值 Idcr 以后，靠以后，靠强烈的负反馈强烈的负反馈作用限制电流作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。2.1.0 问题的提出问题的提出自动化与电气

18、工程系自动化与电气工程系2021-6-14233. 解决思路解决思路 为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为获得一段使电流保持为最大值最大值Idm的恒流过程。的恒流过程。 按照反馈控制规律，按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变就可以保持该量基本不变采用电流负反馈应该采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。能够得到近似的恒流过程。 理想的控制理想的控制 起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈 稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈稳态时，只有转

19、速负反馈，没有电流负反馈 2.1.0 问题的提出问题的提出自动化与电气工程系自动化与电气工程系单闭环电流截至负反馈单闭环电流截至负反馈2021-6-1424nKpKs 1/CeU*nUcUnIdEUd0Un+- RRs-UcomUi-自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14252.1.1 转速、电流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的组成 为了实现转速和电流两种负反馈分别为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置起作用，可在系统中设置两个调节器两个调节器，分别调节转速和电流，分别调节转速和电流，即分别引入即分别引入转速负反馈和电流负反馈转速负反馈和电

20、流负反馈。二。二者之间实行者之间实行嵌套（嵌套（或称或称串级串级）联接。）联接。自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1426TGnASRACR U*n+ -UnUi U*i+- UcTAVM+-UdIdUPEL -MTG+1. 系统的组成系统的组成内环内环外外 环环把转速调节器的输出作电流调节器的输入把转速调节器的输出作电流调节器的输入,再用电流再用电流调节器的输出去控制调节器的输出去控制UPE电流环电流环作内环作内环, 转速环转速环作作外环外环转速、电流双闭环调速系统转速、电流双闭环调速系统2.1.1 转速、电流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的组成自动化与

21、电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1427 图中两个调节器的输出都是带限幅作用的图中两个调节器的输出都是带限幅作用的 转速调节器转速调节器ASR的输出限幅电压的输出限幅电压U*im决定决定了电流给定电压的最大值；了电流给定电压的最大值；电流调节器电流调节器ACR的输出限幅电压的输出限幅电压Ucm限制限制了电力电子变换器的最大输出电压了电力电子变换器的最大输出电压Udm注注 意意2.1.1 转速、电流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的组成自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14282.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性 1. 系统稳态结构图系统

22、稳态结构图双闭环直流调速系统的稳态结构图双闭环直流调速系统的稳态结构图 Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE注意：采用注意：采用带限幅带限幅的输出特性表示的输出特性表示PI调节器调节器自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14292. 限幅作用限幅作用 饱和饱和输出达到限幅值输出达到限幅值 当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔断了输

23、入和输出间的联系，断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环相当于使该调节环开环开环。 不饱和不饱和输出未达到限幅值输出未达到限幅值 当调节器不饱和时，当调节器不饱和时，PI 作用使输入偏差电压在作用使输入偏差电压在稳态时总是零。稳态时总是零。 2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1430双闭环直流调速系统的静特性双闭环直流调速系统的静特性 n0IdIdmIdnOnABC3. 系统静特性系统静特性 实际上实际上,在正常运在正常运行时，电流调节器行时，电流调节器是是不会达到饱和状不会达到饱和状态的态的对于静特性对于静特性来说，只有转速调

24、来说，只有转速调节器饱和与不饱和节器饱和与不饱和两种情况。两种情况。 双闭环直流调速双闭环直流调速系统的静特性如图系统的静特性如图:2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14312.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性转速调节器不饱和转速调节器不饱和(稳态时进行讨论稳态时进行讨论)di*i0n*nIUUnnUU 、 转速、电流转速、电流 反馈系数反馈系数0*nnUn静特性的静特性的CA段段由于由于ASR不饱和，不饱和，U*i U*imId Idm静特性静特性从理想空载状态的从理想空载状态的 Id=0一直延续到一直延续到 Id

25、= Idm而而 Idm一般都是一般都是大于大于额定电流额定电流IdN静特性的运行静特性的运行段即段即水平的特性水平的特性。 双闭环直流调速系统的稳态结构图双闭环直流调速系统的稳态结构图 Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPEn0IdIdmIdnOnABC自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1432转速调节器饱和转速调节器饱和ASR输出达到限幅值输出达到限幅值U*im，转速外环呈开环状态，转速外环呈开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双闭环系统变成转速的变化对系统不再产生影响。双闭环系统变成一个一个电流无静差电流无静差的单电流闭环

26、调节系统。稳态时的单电流闭环调节系统。稳态时 ：dm*imdIUI最大电流最大电流 Idm是由设计者选定的，取决于电机的是由设计者选定的，取决于电机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度。容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度。静特性的静特性的AB段段这样的特性称这样的特性称垂直的特性垂直的特性,只适合于只适合于 n n0,则则Un U*n,ASR将退出饱和状态将退出饱和状态 双闭环直流调速系统的稳态结构图双闭环直流调速系统的稳态结构图 Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性n0IdIdmIdnO

27、nABC自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14334. 两个调节器的作用两个调节器的作用 双闭环调速系统的静特性在双闭环调速系统的静特性在IdIdm时为转速无静时为转速无静差差转速负反馈起主要调节作用。转速负反馈起主要调节作用。 当当IdIdm后后,转速调节器饱和转速调节器饱和,电流调节器起主要调电流调节器起主要调节作用节作用,系统为电流无静差系统为电流无静差过电流的自动保护过电流的自动保护. 采用了两个采用了两个PI调节器分别形成内、外两个闭环的调节器分别形成内、外两个闭环的效果。其静特性比效果。其静特性比带电流截止负反馈带电流截止负反馈的单闭环系的单闭环系统静特性好。统静特

28、性好。2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14342.1.3 各变量的稳态工作点和稳态参数各变量的稳态工作点和稳态参数计算计算双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，各变量之间有下列关系都不饱和时，各变量之间有下列关系 ：0n*nnnUUdLdi*iIIUU Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE在稳态工作点上在稳态工作点上, n 由给定由给定电压电压U*n决定；决定；ASR的输出的输出量量U*i由负载电流由负载电流 IdL决定决定2

29、.1.3 各变量的稳态工作点和稳态参数计算各变量的稳态工作点和稳态参数计算自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1435控制电压控制电压Uc的大小则同时取决于的大小则同时取决于n和和Id，或者：同时，或者：同时取决于取决于U*n和和IdL。sdLn*esdesd0cKRI/UCKRInCKUUPI调节器不同于调节器不同于P调节器的特点调节器的特点.比例环节的输出量比例环节的输出量总是正比于其输入量总是正比于其输入量,而而PI调节器输出量的调节器输出量的稳态值稳态值对对是历史的积分是历史的积分,是由它是由它后面环节的需要后面环节的需要决定的决定的.后面需后面需要要PI调节器提供多么大

30、的输出值调节器提供多么大的输出值,它就能提供多少它就能提供多少,直直到饱和为止。到饱和为止。0n*nnnUUdLdi*iIIUU2.1.3 各变量的稳态工作点和稳态参数各变量的稳态工作点和稳态参数计算计算自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1436双闭环调速系统的各调节器的给定与反馈值计算双闭环调速系统的各调节器的给定与反馈值计算有关的反馈系数：有关的反馈系数： max*nmnU dm*imIU2.1.3 各变量的稳态工作点和稳态参数各变量的稳态工作点和稳态参数计算计算自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14372 双闭环直流调速系统的数学模型双闭环直流调速系统的数

31、学模型和动态性能分析和动态性能分析1 双闭环直流调速系统的动态数学模型双闭环直流调速系统的动态数学模型2 起动过程分析起动过程分析3 动态抗扰性能分析动态抗扰性能分析4 转速和电流两个调节器的作用转速和电流两个调节器的作用2.2双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14382.2.1 双闭环直流调速系统的双闭环直流调速系统的数学模型数学模型1. 系统动态结构系统动态结构在在单闭环单闭环直流调速系统直流调速系统动态数学模型动态数学模型的基础上，考的基础上，考虑双闭环控制的结构，即可绘出双闭环直流调速系

32、虑双闭环控制的结构，即可绘出双闭环直流调速系统的动态结构图：统的动态结构图：U*n Uc-IdLnUd0Un+- +-UiWASR(s)WACR(s)Ks Tss+11/RTl s+1RTmsU*i Id1/Ce+E Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE自动化与电气工程系自动化与电气工程系图图2-11 额定励磁下的直流电动机的动态结构框图额定励磁下的直流电动机的动态结构框图自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-14402. 数学模型数学模型图中图中WASR(s)和和WACR(s)分别表示转速调节器和电流分别表示转速调节器和电流调节器

33、的传递函数。如果采用调节器的传递函数。如果采用PI调节器，则有：调节器，则有：s1sK(s)WnnnASRs1sK(s)WiiiACR2.2.1 双闭环直流调速系统的双闭环直流调速系统的数学模型数学模型自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1441n OIdL Id n* t4 t3 t2 t1 tt2.2.2 起动过程分析起动过程分析 设置设置双闭环双闭环控控制的目的就是要制的目的就是要获得获得接近理想起接近理想起动动过程，因此在过程，因此在分析动态性能时分析动态性能时,首先首先分析起动过分析起动过程程。突加给定电。突加给定电压压U*n由静止状态由静止状态起动时：起动时：Idm

34、IIIIIIASR经历饱经历饱和、和、 退饱和退饱和、不饱和不饱和2.2.2 起动过程分析起动过程分析自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1442第第I阶段电流上升阶段阶段电流上升阶段(0 t1) 突加给定电压突加给定电压U*n后，后，Id上升，当上升，当 Id IdL 时，电机不时，电机不能转动。能转动。当当IdIdL后后,电机开始起动电机开始起动,由于机电惯性由于机电惯性,转速不会很快转速不会很快增长增长,因而转速调节器因而转速调节器ASR的输入偏差电压的数值仍较的输入偏差电压的数值仍较大大,其输出电压保持限幅值其输出电压保持限幅值 U*im,强迫电流强迫电流Id迅速上升迅速

35、上升.直到直到IdIdm,UiU*im电流调节器很快就压制电流调节器很快就压制Id的增长的增长, (ASR很快进入饱和很快进入饱和,ACR一般不饱和一般不饱和)IdL Id n n* Idm OOIIIt1 tt Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1443第第 II 阶段恒流升速阶段阶段恒流升速阶段(t1 t2) ASR饱和饱和,转速环开环转速环开环,系统在系统在U*im给定下的电流调节给定下的电流调节系统系统,基本上电流基本上电流Id保持恒定保持恒定, 转速呈线性增长转速呈线性增长。 电机的

36、反电动势电机的反电动势E 按线性增长按线性增长,对电流调节系统来说对电流调节系统来说, E 是一个是一个线性渐增的扰动量线性渐增的扰动量,为了克服它的扰动为了克服它的扰动, Ud0 和和Uc 也必须基本上按线性增长也必须基本上按线性增长,才能保持才能保持Id恒定恒定.2.2.2 起动过程分析起动过程分析 Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPE自动化与电气工程系自动化与电气工程系2021-6-1444第第 II 阶段恒流升速阶段阶段恒流升速阶段(t1 t2) 续续 当当ACR采用采用PI调节器时，要使其输出量按线性增调节器时，要使其输出量按线性增 长，其输入偏差电压必须维持长，其输入偏差电压必须维持 一定的恒值一定的恒值,也就是说也就是说, Id 应略应略 低于低于 Idm。n IdL Id n* Idm OOIIIt2 t1