第2章25 限流保护

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流问题转速反馈控制直流调速系统的过流问题n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。n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。n系统中必须有自动限制电枢电流的环节。n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动和堵转时存在，在正常的稳速运行时又得取消。n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。n当输入信号IdRc-Ucom0时，输出Ui=IdRc-

2、Ucom，n当IdRc-Ucom 0时，输出Ui=0。 图2-39 电流截止负反馈环节的输入输出特性图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框图和静特性n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）n当IdIdcr后，引入了电流负反馈，静特性变成 （2-95）)1 ()1 (*KCRIKCUKKnedensp)1 ()()1 ()()1 ()()1 ()1 (*KCIRKKRKCUUKKKCRIUIRKCKKKCUKKnedsspecomnspedcomdsespensp图2

3、-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nCA段 : 电流负反馈被截止 nAB段 : 电流负反馈起作用 n电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 。n比较电压与给定电压的作用一致，好象把理想空载转速提高到 )1 ()(*0KCUUKKnecomnsp（2-96） sspRKKn令n=0，得到堵转电流Iabl ， （2-97）n一般KpKsRsR，因此 （2-98）nIabl应小于电动机允许的最大电流，一般为 Iabl =（1.52）INn截止电流应大于电动机的额定电流，取 Idcr= （ 1.11.2 ）INscomndblRUUI*sspcomnspdblRKKRUUK

4、KI)(*3带电流截止的无静差直流调速系统图2-42 无静差直流调速系统nTA为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号Ui。n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，n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，n电力电子变换器UPE的输出电压Ud=0，达到限制电流的目的。 图2-43 无静差直流调速系统稳态结构框图（IdIdcr）n转速反馈系数(2-99)式中 nmax电动机调压时的最高转速； U*nmax相应的最高给定电压。max*maxnUn图2-44 带电流截止的无静差直流调速系统的静特性例题例题带有电流截止负反馈

5、的转速负反馈单闭环直流调速系统如图所示：图1-24 电流截止负反馈闭环直流调速系统的原理框图例题（续）例题（续）已知数据有：已知数据有： 电动机： 功率放大器： 设计指标：kWPN40VUN300AIN148min/910rnN06. 0aR30sK07. 0recR14D%10s，额定转速时的给定电压为 VUn10*堵转电流 ，临界截止电流 。NdblII2 . 2NdcrII2 . 1例题（续）例题（续）(1)写出系统的静特性方程式；(2)计算出满足稳态要求的放大器的放大倍数 ；(3)求出比较电压和电流反馈系数 ；(4)分析 ， ， 等参数变化对系统静特性的影响。pKpKcomU解：(1)

6、由题设可知系统的静特性方程式分为两段：当 时，电流负反馈被截止，此时系统的静特性方程式如下：dcrdII例题（续）例题（续）)1()1(*KCIRKCUKKnedensp当 时，电流负反馈起作用，则系统的静特性方程式为dcrdIIdespecomnspedcomdespenspIKCRKKKCUUKKKCIRUIKCKKKCUKKn)1()()1()()1()()1()1(*上式中， 。espCKKK(2-20)例题（续）例题（续）(2)rVnRIUCNaNNemin/32. 091006. 0148300rVnUNnmin/011. 091010*开环系统的稳态速降为:min/1 .6032

7、. 0)07. 006. 0(148)(rCRRInerecaNop例题（续）例题（续）系统允许的稳态速降为min/2 . 7) 1 . 01 (141 . 0910)1(rsDsnnNN则放大器的放大倍数应为12. 7011. 03032. 012 . 71 .601seNoppKCnnK例题（续）例题（续）(3)稳压管的稳压值 ，堵转时 ， ，将其带入式(2-20)可得: dcrcomIU0ndbldII)()(*comnspdblspUUKKIRKK一般 ，因此RKKspcomndblUUI*于是有*)(ndcrdblUII所以AVIUIIUNndcrdbln/06757. 0114810)2 . 12