【经典】运动控制系统2ppt课件优秀PPT.ppt

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1、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电力拖动自动限制系统第第 2 章章内容提要内容提要 转速、电流双闭环限制的直流调速系统转速、电流双闭环限制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。本是应用最广性能很好的直流调速系统。本章着重阐明其限制规律、性能特点和设计章着重阐明其限制规律、性能特点和设计方法，是各种交、直流电力拖动自动限制方法，是各种交、直流电力拖动自动限制系统的重要基础。系统的重要基础。n转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性；n双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析；n弱磁限制的直流调速系统。内容提要内容提要2.1 转速、电流双闭环直流调速系统转速、电流

2、双闭环直流调速系统 及其静特性及其静特性n问题的提出n第1章中表明，接受转速负反馈和PI调整器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，假如对系统的动态性能要求较高，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足须要。1.主要缘由单闭环系统仅是以转速为目标的限制，没有考虑对确定系统动态行为的转矩（电流）实施有效的动态限制。在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是特地用来限制电流的，但它只能是一种“门限限制”，即在超过临界电流值Idcr以后，靠猛烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很志向地限制电流的动态波形。单闭系统环启动过程n带电流截止负反馈的

3、单带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动闭环直流调速系统起动过程如图过程如图 所示，起动所示，起动电流达到最大值电流达到最大值 Idm 后，后，受电流负反馈的作用降受电流负反馈的作用降低下来，电机的电磁转低下来，电机的电磁转矩也随之减小，加速过矩也随之减小，加速过程延长。程延长。图2-1a)单闭环调速系统IdLntIdOIdmIdcr最佳启动过程（期望）n志向起动过程波形如图，志向起动过程波形如图，这时，起动电流呈方形这时，起动电流呈方形波，转速按线性增长。波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能受限制时调速系统所能获得的最快的起动过程。获得的最快

4、的起动过程。图2-1b)期望起动过程IdLntIdOIdmb)期望的起动过程IdLntIdOIdma)单闭环调速系统（带电流截止负反馈的）启动过程2.起动过程比较IdLntIdOIdmIdcr3.我们的目标与解决的思路启动和动态过程：启动和动态过程：主要考核指标：快速性和超调限制实力主要考核指标：快速性和超调限制实力理由：电流是确定电机拖动实力的重要因素，因理由：电流是确定电机拖动实力的重要因素，因此动态过程的主要限制量应当是电流此动态过程的主要限制量应当是电流做法：动态过程只针对电流进行限制。保证动态做法：动态过程只针对电流进行限制。保证动态过程电流始终最大过程电流始终最大3.我们的目标与解

5、决的思路（续）稳态运行（终级目标）：稳态运行（终级目标）：主要考核指标：无静差和抗扰动实力主要考核指标：无静差和抗扰动实力理由：最终目标是转速的无静差，抗扰实力通过转理由：最终目标是转速的无静差，抗扰实力通过转矩的实时限制来实现矩的实时限制来实现做法：稳态运行时，转速和电流均实行随动限制做法：稳态运行时，转速和电流均实行随动限制现在的问题是：现在的问题是：怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈，又使它们能在不同的阶段里分别起作用呢？2.1.1 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，可在系统中设置两个调整器，分别调整转速和电流，即分别

6、引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG+图2-2转速、电流双闭环直流调速系统结构1.系统的组成ASR转速调整器ACR电流调整器TG测速发电机TA电流互感器UPE电力电子变换器内环外 环图中，把转速调整器的输出当作电流调整器的输入，再用电流调整器的输出去限制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。2.系统电路结构为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调整器一般都接受PI调整器。图中标出了两个调整器输入输

7、出电压的实际极性，它们是依据电力电子变换器的限制电压Uc为正电压的状况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。系统原理图图2-3双闭环直流调速系统电路原理图+-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd+-R0R0RnCnASRACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE两个调整器的输出都是带限幅作用的：转速调整器ASR的输出限幅电压U*im确定了电流给定电压的最大值；电流调整器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。3.限幅电路二极管钳位的外限幅电路C1R1R0RlimVD1VD2限幅电路（续）稳压管钳位的外限幅电路R1C1VS1VS

8、2R0Rlim4.电流检测电路电流检测电路TA电流互感器TA2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性 为了分析双闭环调速系统的静特性，必需先绘出它的稳态结构图，如下图。它可以很便利地依据上图的原理图画出来，只要留意用带限幅的输出特性表示PI调整器就可以了。分析静特性的关键是驾驭这样的PI调整器的稳态特征。1.系统稳态结构图图2-4双闭环直流调速系统的稳态结构图转速反馈系数;电流反馈系数 Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i-R ACR-UiUPE2.限幅作用存在两种状况：饱和输出达到限幅值当调整器饱和时，输出为恒值，输入量的变更不再影响输出，除非有反向的输入信号

9、使调整器退出饱和；换句话说，饱和的调整器短暂隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调整环开环。n不饱和输出未达到限幅值n当调整器不饱和时，正如1.6节中所阐明的那样，PI作用使输入偏差电压在稳态时总是零。事实上，转速调整器是可以运行在以事实上，转速调整器是可以运行在以上两种状况，而正常状况下，电流调整上两种状况，而正常状况下，电流调整器却不行能让其工作在饱和状态！器却不行能让其工作在饱和状态！3.系统静特性由于电流调整器不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调整器饱和与不饱和两种状况。双闭环直流调速系统的静特性如图所示。图2-5双闭环直流调速系统的静特性n0IdIdmIdnomOnA

10、BC（1）转速调整器不饱和式中，转速和电流反馈系数。由第一个关系式可得 从而得到上图静特性的CA段。(2-1)n静特性的水平特性 与此同时，由于与此同时，由于ASR不饱和，不饱和，U*i U*im，从，从上述其次个关系式可知上述其次个关系式可知:Id Idm。这就是说，这就是说，CA段静特性从志向空载状态的段静特性从志向空载状态的 Id=0 始终持续到始终持续到 Id=Idm，而，而 Idm 一般都是大于额定电流一般都是大于额定电流 IdN 的。这就是静特的。这就是静特性的运行段，它是水平的特性。性的运行段，它是水平的特性。稳态运行稳态运行 ASRASR不饱和不饱和 （2）转速调整器饱和这时，

11、ASR输出达到限幅值U*im，转速外环呈开环状态，转速的变更对系统不再产生影响。双闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调整系统。此时式中，最大电流Idm是由设计者选定的，取决于电机的容许过载实力和拖动系统允许的最大加速度。(2-2)n静特性的垂直特性 式（式（2-2）所描述的静特性是上图中的）所描述的静特性是上图中的AB段，段，它是垂直的特性。它是垂直的特性。这样的下垂特性只适合于这样的下垂特性只适合于 n n0，则，则Un U*n，ASR将退出饱将退出饱和状态。和状态。动态运行动态运行 ASRASR饱和饱和 4.两个调整器的作用n双闭环调速系统的静特性在负载电流小于双闭环调速系统的静特性在

12、负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调整作用。要调整作用。n当负载电流达到当负载电流达到 Idm 后，转速调整器饱和，后，转速调整器饱和，电流调整器起主要调整作用，系统表现为电流电流调整器起主要调整作用，系统表现为电流无静差。此过程也实现了过电流的自动疼惜。无静差。此过程也实现了过电流的自动疼惜。2.1.3 稳态工作点和稳态参数计算稳态工作点和稳态参数计算双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调整器都不饱和时，各变量之间有下列关系(2-3)(2-5)(2-4)上述关系表明，在稳态工作点上，转速n是由给定电压U*n确定的；稳态时，ASR

13、的输出量U*i是由负载电流IdL确定的（因ASR的输出是电流的给定）；限制电压Uc的大小则同时取决于n和Id，或者说，同时取决于U*n和IdL。这些关系反映了PI调整器不同于P调整器的特点。比例环节的输出量总是正比于其输入量，而PI调整器则不然，其输出量的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的须要确定的。后面须要PI调整器供应多么大的输出值，它就能供应多少，直到饱和为止。n反馈系数计算鉴于这一特点，双闭环调速系统的稳态参数计算与无静差系统的稳态计算相像，即依据各调整器的给定与反馈值计算有关的反馈系数：转速反馈系数 电流反馈系数(2-6)(2-7)两个给定电压的最大值U*nm和U*im由设计者选定

14、，设计原则如下：nU*nm受运算放大器允许输入电压和稳压电源的限制；nU*im为ASR的输出限幅值。2.2 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学模型 和动态性能分析和动态性能分析本节提要双闭环直流调速系统的动态数学模型起动过程分析动态抗扰性能分析转速和电流两个调整器的作用2.2.1 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在单闭环直流调速系统动态数学模型的基础上，考虑双闭环限制的结构，即可绘出双闭环直流调速系统的动态结构图，如下图所示。1.系统动态结构图2-6双闭环直流调速系统的动态结构图U*n Uc-IdLnUd0Un+-+-UiWASR(s)WACR

15、(s)Ks Tss+11/RTl s+1RTmsU*iId1/Ce+E2.数学模型图中WASR(s)和WACR(s)分别表示转速调整器和电流调整器的传递函数。假如接受PI调整器，则有2.2.2 起动过程分析起动过程分析 前已指出，设置双闭环限制的一个重要目的就是要获得接近志向起动过程，因此在分析双闭环调速系统的动态性能时，有必要首先探讨它的起动过程。双闭环直流调速系统突加给定电压U*n由静止状态起动时，转速和电流的动态过程示于下图。图2-7双闭环直流调速系统起动时的转速和电流波形 n OOttIdm IdL Id n*IIIIIIt4 t3 t2 t1 1.起动过程由于在起动过程中转速调整器A

16、SR阅历了不饱和、饱和、退饱和三种状况，整个动态过程就分成图中标明的I、II、III三个阶段。第I阶段电流上升电流上升阶段（0t1）n突加给定电压U*n后，Id上升，当Id小于负载电流IdL时，电机还不能转动。n当IdIdL后，电机起先起动，由于机电惯性，转速不能很快增长，因而转速调整器ASR的输入偏差电压较大，快速将ASR推向饱和，其输出电压保持限幅值U*im，强迫电流Id快速上升。IdL Id n n*Idm OOIIIIIIt4 t3t2 t1tt第I阶段（续）第I阶段（续）n直到，Id=Idm，Ui=U*im电流调整器很快就压制Id了的增长，标记着这一阶段的结束。在这一阶段中，在这一阶

17、段中，ASRASR很快进入并保很快进入并保持饱和状态，而持饱和状态，而ACRACR一般不饱和。一般不饱和。第II阶段恒流升速阶段（t1t2）n在这个阶段中，ASR始终是饱和的，转速环相当于开环，系统成为在恒值电流U*im给定下的电流调整系统，基本上保持电流Id恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长。n IdL Id n*Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第II阶段（续）为了电流恒定，必需保为了电流恒定，必需保证证 Ud 跟随转速上升而跟随转速上升而上升，因此上升，因此ACR输入应输入应保持一个恒定偏差。使保持一个恒定偏差。使得实际电流比给定电流得实际电流比给定电流固定小一

18、个值。固定小一个值。ACR进入饱和和退饱和的过程第II阶段（续）n与此同时，电机的反电动势E也按线性增长，对电流调整系统来说，E是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，Ud0和Uc也必需基本上按线性增长，才能保持Id恒定。n当ACR接受PI调整器时，要使其输出量按线性增长，其输入偏差电压必需维持确定的恒值，也就是说，Id应略低于Idm。第II阶段（续）恒流升速阶段是起动过程中的主要阶段。为了保证电流环的主要调整作用，在起动过程中ACR是不应饱和的，电力电子装置UPE的最大输出电压也须留有余地，这些都是设计时必需留意的。第阶段转速调整阶段（t2以后）n当转速上升到给定值时，转速调整器ASR的输

19、入偏差削减到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值U*im，所以电机仍在加速，使转速超调。n转速超调后，ASR输入偏差电压变负，使它起先退出饱和状态，U*i和Id很快下降。但是，只要Id仍大于负载电流IdL，转速就接着上升。IdL Id n n*Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第阶段（续）第阶段（续）n直到Id=IdL时，转矩Te=TL，则dn/dt=0，转速n才到达峰值（t=t3时）。IdL Id n n*Idm OOIIIIIIt4t3 t2 t1 tt第阶段（续）n此后，电动机起先在负载的阻力下减速，与此相应，在一小段时间内（t3t4），IdIdL，直到稳定，假如调

20、整器参数整定得不够好，也会有一些振荡过程。IdL Id n n*Idm OOIIIIIIt4 t3t2 t1 tt第阶段（续）n在这最终的转速调整阶段内，ASR和ACR都不饱和，ASR起主导的转速调整作用，而ACR则力图使Id尽快地跟随其给定值U*i，或者说，电流内环是一个电流随动子系统。2.分析结果综上所述，双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：（1）饱和非线性限制；（2）转速超调；（3）准时间最优限制。（1）饱和非线性限制 依据ASR的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态：当ASR饱和时，转速环开环，系统表现为恒值电流调整的单闭环系统；当ASR不饱和时，转速环闭环，整个系统是

21、一个无静差调速系统，而电流内环表现为电流随动系统。（2）转速超调 由于ASR接受了饱和非线性限制，起动过程结束进入转速调整阶段后，必需使转速超调，ASR 的输入偏差电压 Un 为负值，才能使ASR退出饱和。这样，接受PI调整器的双闭环调速系统的转速响应必定有超调。（3）准时间最优限制 起动过程中的主要阶段是第II阶段的恒流升速，它的特征是电流保持恒定。一般选择为电动机允许的最大电流，以便充分发挥电动机的过载实力，使起动过程尽可能最快。这阶段属于有限制条件的最短时间限制。因此，整个起动过程可看作为是一个准时间最优限制。最终，应当指出，对于不行逆的电力电子变换器，双闭环限制只能保证良好的起动性能，

22、却不能产生回馈制动，在制动时，当电流下降到零以后，只好自由停车。必需加快制动时，只能接受电阻能耗制动或电磁抱闸。2.2.3 动态抗扰性能分析动态抗扰性能分析 一般来说，双闭环调速系统具有比较满足的动态性能。对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能。主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/R Tl s+1R TmsKsTss+1ACR U*iUi-EId1.抗负载扰动IdL直流调速系统的动态抗负载扰作用抗负载扰动（续）由动态结构图中可以看出，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调整器ASR来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR时，应要求有较好的抗扰性能指

23、标。-IdLUdUd电网电压波动在整流电压上的反映 1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/R Tl s+1R TmsIdKsTss+1ACR U*iUi-E2.抗电网电压扰动双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较刚好的调整，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。抗电网电压扰动（续）3.分析结果 在双闭环系统中，由于存在电流内在双闭环系统中，由于存在电流内环能够对电压的扰动赐予刚好的抑制，环能够对电压的扰动赐予刚好的抑制，因此由电网电压波动引起的转速动态变因此由电网电压波动引起的转速动态变更会比单闭环系统小得多。更会比单闭环系统小得多。2.2.4 转

24、速和电流两个调整器的作用转速和电流两个调整器的作用 综上所述，转速调整器和电流调整器在双闭环直流调速系统中的作用可以分别归纳如下：1.转速调整器的作用 （1）转速调整器是调速系统的主导调整器，它使转速 n 很快地跟随给定电压变更，稳态时可减小转速误差，假如接受PI调整器，则可实现无静差。（2）对负载变更起抗扰作用。（3）其输出限幅值确定电机允许的最大电流。2.电流调整器的作用（1）作为内环的调整器，在外环转速的调整过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调整器的输出量）变更。（2）对电网电压的波动起刚好抗扰的作用。（3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。

25、（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动疼惜作用。一旦故障消逝，系统立刻自动复原正常。这个作用对系统的牢靠运行来说是特殊重要的。2.3 调整器的工程设计方法调整器的工程设计方法n不作要求不作要求*2.6 弱磁限制的直流调速系统弱磁限制的直流调速系统本节提要调压与弱磁的协作限制非独立限制励磁的调速系统弱磁过程的直流电机数学模型和弱磁限制系统转速调整器的设计*2.6.1 调压与弱磁的协作限制调压与弱磁的协作限制n概概 述述n 在他励直流电动机的调速方法中，前在他励直流电动机的调速方法中，前面探讨的调电压方法是从基速（即额定面探讨的调电压方法是从基速（即额定转速转速 nN）向下

26、调速。）向下调速。n 假如须要从基速向上调速，则要接假如须要从基速向上调速，则要接受弱磁调速的方法，通过降低励磁电流，受弱磁调速的方法，通过降低励磁电流，以减弱磁通来提高转速。以减弱磁通来提高转速。“恒转矩恒转矩”和和“恒功率恒功率”调速方式定义调速方式定义 在调速范围内，稳态时，假如电在调速范围内，稳态时，假如电枢电流确定，那么输出转矩不变，就枢电流确定，那么输出转矩不变，就叫恒转矩调速；假如输出功率不变，叫恒转矩调速；假如输出功率不变，则叫恒功率调速。则叫恒功率调速。两种调速方式1.恒转矩调速方式恒转矩调速方式 依据电力拖动原理，在不同转速下长依据电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了

27、充分利用电机，都应使期运行时，为了充分利用电机，都应使电枢电流达到其额定值电枢电流达到其额定值 IN。于是，由于。于是，由于电磁转矩电磁转矩 Te=Km Id，在调压调速范，在调压调速范围内，因为励磁磁通不变，容许的转矩围内，因为励磁磁通不变，容许的转矩也不变，称作也不变，称作“恒转矩调速方式恒转矩调速方式”。2.恒功率调速方式恒功率调速方式 而在弱磁调速范围内，转速越高，磁通而在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不削减，转矩与越弱，容许的转矩不得不削减，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，转速的乘积则不变，即容许功率不变，是为是为“恒功率调速方式恒功率调速方式”。恒转矩类

28、型的负载适合于接受恒转矩调速方式，而恒功率类型的负载更适合于恒功率的调速方式。直流电机允许的弱磁调速范围有限，一般电机不超过1:2，专用的“调速电机”也不过是1:3或1:4。n调压和弱磁协作限制n当调速范围更大时，就不得不接受调压和弱磁协作限制的方法，即在基速以下保持磁通为额定值不变，只调整电枢电压，而在基速以上则把电压保持为额定值，减弱磁通升速，这样的协作限制特性示于下图。电枢电压与励磁协作限制特性TeNnNnmax变电压调速弱磁调速UNUPPTeUnO图2-35变压与弱磁协作限制特性从图中可知：调压与弱磁协作限制只能在基速以上满足恒功率调速的要求，在基速以下，输出功率不得不有所降低。*2.

29、6.2 非独立限制励磁的调速系统非独立限制励磁的调速系统1.系统设计要点：系统设计要点：在基速以下调压调速时，保持磁通为额定值在基速以下调压调速时，保持磁通为额定值不变；不变；在基速以上弱磁升速时，保持电压为额定值在基速以上弱磁升速时，保持电压为额定值不变；不变；弱磁升速时，由于转速上升，使转速反馈电弱磁升速时，由于转速上升，使转速反馈电压也随着上升压也随着上升Un，因此必需同时提高转速，因此必需同时提高转速给定电压给定电压Un*，否则转速不能上升。，否则转速不能上升。2.独立限制励磁的调速系统独立限制励磁的调速系统结构-AFR+GTFCUif-VFCU*ifRP2MTGnASRACRU*nR

30、P1-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPE+TGM工作原理n在基速以下调压调速时，RP2不变保持磁通为额定值，用RP1调整转速，此时，转速、电流双闭环系统起限制作用；n在基速以上弱磁升速时，通过RP2削减励磁电流给定电压，从而削减励磁磁通，以提高转速；为保持电枢电压为额定值不变，同时须要调整RP1，以提高电压。由于须要分别调整由于须要分别调整RP1RP1和和RP2 RP2，因此称为独立限制励磁的调速系统。因此称为独立限制励磁的调速系统。3.非独立限制励磁的调速系统在调压调速系统的基础上进行弱磁限制，调压与调磁的给定装置不应当完全独立，而是要相互关联的。从上图可以看出，在基速以下，应

31、当在满磁的条件下调整电压，在基速以上，应当在额定电压下调整励磁，因此存在恒转矩的调压调速和恒功率的弱磁调速两个不同的区段。实际运行中，须要选择一种合适的限制方法，可以在这两个区段中交替工作，也应当能从一个区段平滑地过渡到另一个区段中去。下图便是一种已在实践中证明很便利有效的限制系统，称作非独立限制励磁的调速系统。系统组成TVDAE图2-36非独立限制励磁的调速系统TGnASRACRU*nRP1-UnUiU*i-UcTAVM-UdIdUPE-AFR+GTFCUif+VFCU*if+RP2AERUi-U*eUeTAFCUvTGMTVD 电压隔离器；电压隔离器；AE 电动势运算器；电动势运算器；AE

32、R 电动势调整器；电动势调整器；工作原理n限制的基本思想限制的基本思想n 依据依据 E=Ke n 原理，若能保持电原理，若能保持电动势动势E不变，则削减电动机的励磁磁通，不变，则削减电动机的励磁磁通，可以达到提高转速的目的。可以达到提高转速的目的。n 为此，在励磁限制系统中引入电动为此，在励磁限制系统中引入电动势调整器势调整器 AER，利用电动势反馈，使励，利用电动势反馈，使励磁系统在弱磁调速过程中保持电动势磁系统在弱磁调速过程中保持电动势 E 基本不变。基本不变。n电动势的检测：电动势的检测：由于干脆电动势比较困难，因此，接受间接检测的方法。通过检测电压 Ud 和电流 Id，依据 E=Ud

33、RId+LdId/dt，由电动势运算器 AE，算出电动势 E 的反馈信号 Ue。电动势的给定：由RP2供应基速时电动势的给定电压Ue*，并使Ue*=95%UN。限制过程n在基速以下调压调速在基速以下调压调速:n设置设置 n 95%UN，则，则，E Ue，AER饱和，相当于电饱和，相当于电势环开环；势环开环；nAER的输出限幅值设置为满磁给定，加的输出限幅值设置为满磁给定，加到励磁电流调整器到励磁电流调整器AFR，由，由AFR调整保调整保持磁通为额定值；持磁通为额定值；n用用RP1调整转速，此时，转速、电流双闭调整转速，此时，转速、电流双闭环系统起限制作用；环系统起限制作用；限制过程（续）n在基

34、速以上弱磁升速在基速以上弱磁升速:调整调整RP1提高转速提高转速给定电压，使转速上升。当给定电压，使转速上升。当 n 95%UN 时，时，E 95%UN，使，使 Ue*Ue，AER起先退饱和，削减励磁电流给定电压，从起先退饱和，削减励磁电流给定电压，从而削减励磁磁通，以提高转速。而削减励磁磁通，以提高转速。系统运行分析n假如负载是恒功率负载，则Id和Ud都保持满磁时的稳态值不变；n假如是恒转矩负载，则随着下降，Id和Ud都上升，所以在电动势给定设置时留有5%的余量，让Ud可以上升到100%UN。AE的设计n反电势信号的重构反电势信号的重构n 依据直流调速系统主电路回路方程依据直流调速系统主电路

35、回路方程n（2-96）n 可接受运算放大器组成模拟计算电可接受运算放大器组成模拟计算电路来实现路来实现AE。AE的模拟电路结构电动势运算器模拟电路-+UiUvR1RoiRov/2Rov/2Rbaf2.6.3 弱磁过程的直流电机数学模型和弱磁弱磁过程的直流电机数学模型和弱磁 限制系统转速调整器的设计限制系统转速调整器的设计n不要求不要求本章小结本章小结n本章以转速、电流双闭环直流调速系统为重点介绍了多环限制系统的结构、限制规律、性能特点和设计方法。n接受模拟PI调整器限制的转速、电流双闭环直流调速系统是V-M系统的经典限制结构，曾经得到广泛的应用。n熟悉和驾驭本章内容是学习电力传动限制系统的基本要求和重要基础。