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驱动伺服产品、数控设备SIEMENS低压配电与控制产品及软起动器等 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和和调节器的工程设计方法调节器的工程设计方法 ** 2 章章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调节器的工程设计方法n按工程设计方法设计双闭环系统的调节器内容提要内容提要2.1 转速、电流双闭环直流调速系统转速、电流双闭环直流调速系统 及其静特性及其静特性1.问题的提出 采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，单闭环系统就难以满足需要。 b) 理想的*起动过程IdLntIdOIdma) 带电流截止负反馈的 2、单闭环调速系统图2-1 直流调速系统起动过程的电流和转速波形2.理想的起动过程3. 解决思路 为了实现在允许条件下的较快起动，关键是要获得一段使电流保持为较大值Idm的恒流过程。 现在的问题是，希望能实现控制：n起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈。n稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。 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+TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAM+-UdIdUPE-MTG图2-2 转速、电流双闭环直流调速系统结构 内环外 环ni1.系统的组成系统的组成2.系统原理图 S22.5F SlimLine安全模块可应用于控制装置机柜和本地控制箱中 S22.5F SlimLine安全模块具有2个安全输入。因此，也有可能在机柜中 将信号安全连接到ASIsafe网络。对于类别2的应用，2点输入能够单 *分配。如果要求类别4，那么在模块上有一个二通道的输入可用。 这一系列中内新增了两种S22.5F模块。除了两个安全输入之外，这种模 块具有2个标准输出。电源由AS-interface电缆提供，或者作为一 种辅助电压从24 V DC黑色电缆提供。 
双闭环直流调速系统电路原理图 +-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R1. 电流检测电路电流检测电路 TA电流互感器TA图2-4 双闭环直流调速系统的稳态结构框图 Ks 11. 系统稳态结构框图2.1.2 稳态结构图和静特性稳态结构图和静特性 2. 系统静特性实际上，在正常 4、运行时，电流调节器电流调节器是不会达到饱和状是不会达到饱和状态的态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。 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 n0IdIdmIdNOnABC（1）转速调节器不饱和d由*个关系式可得 0*nnUn从而得到上图静特性的CA段。 (2-1) （2） 转速调节器饱和 ASR输出达到限幅值U*im ，转速外环呈开环状态，双闭环系统变成一个电流无静差的单闭环系统。稳态时 dm*imdIUI 式（2-2）所描述的静特性是上图中的AB段，它是垂直的特性。(2-2) 3. 两个调节器的作用 3SF1位置开关可通过AS-interface总线系统直接连接，实现安全通 讯。从而，无需再按常规布线实现预期的安全功能。 该全新3SF1位置开关在其外壳中集成有ASIsafe电子芯片 3SF1 1.4和3SF1 2.4系列位置开关采用模块化设计，由不同类型的基本 外壳和执行器（须单独订购）组成。从而用户可以从众多类型中选择符 合其应用要求的合适解决方案，并可在非常短的时间内自行组装。 产品类型 3SF1行程开关有4种物理外形尺寸： •满足EN 50047规范要求：31 mm宽，集成有M12插头，塑料外壳； •50 mm宽，集成有M12插头和插座，塑料外壳； •满足EN 50041规范要求：40 mm宽，集成有M12插头，金属外壳； •56 mm宽，集成有M12插头和插座，塑料外壳 
负载电流IIdm时,，转速无静差，转速负反馈起主要调节作用。n负载电流I= Idm 后，转速调节器饱和，电流调节器起主要调节作用，系统电流无静差，得到过电流的自动保护。2.1.3 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 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 0n*nnnUUdLdi*iIIUUsdL*nesdesd0c/KRIUCKRInCKUU(2-3) (2-5) (2-4) 转速 n 是由给定电压U*n决定的 ASR的输出量U*i是由负载电流 IdL 决定的 控制电压 Uc 的大小则同时取决于 n 和 Id，或者说，同时取决 6、于U*n 和 IdL。上述关系表明，在稳态工作点上：n反馈系数计算转速反馈系数 电流反馈系数 m(2-7) 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n双闭环直流调速系统的动态数学模型n起动过程分析n动态抗扰性能分析n转速和电流两个调节器的作用1. 系统动态结构图2-6 双闭环直流调速系统的动态结构
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