转速电流双闭环直流调速系统分析与设计

"这篇资源是关于非独立控制励磁的调速系统，特别是双闭环调速典12系统的介绍，内容来自一份PPT，涵盖了转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计方法和动态性能控制。" 双闭环调速系统是一种在直流电动机调速中常见的控制策略，其主要目的是为了提升系统的动态性能和稳定性。在这个系统中，通常包含两个负反馈环路，一个控制转速（外环），另一个控制电流（内环）。这样的设计允许在不同阶段分别利用转速和电流反馈来优化系统的性能。 首先，非独立控制励磁的调速系统如图2-36所示，由电机（M）、转速控制器（ASR）、电流控制器（ACR）、测速发电机（TG）以及电流互感器（TA）等组成。其中，U*n、Un、Ui、U*i等代表电压参数，Uc、Ud、Id等则与电机的实际运行状态相关，UPE表示电力电子变换器，而AFR、Uif、UPEF等可能是电流反馈和电压调节相关的信号。 单闭环直流调速系统虽然可以实现无静差的转速控制，但当对动态性能有更高要求时，其表现往往不足。根据电力拖动系统的运动方程，转矩T与电流I和电机常数有关，因此，要改善动态性能，就需要精确控制电流I。然而，单闭环系统无法直接控制电流的动态过程，电流截止负反馈环节只能起到限制电流冲击的作用，无法提供良好的电流控制。 为了解决这个问题，提出了转速、电流双闭环调速系统。理想的起动过程应是电流恒定最大（Idm）的阶段，这可以通过电流负反馈来实现。而在稳态运行时，转速负反馈则成为主要控制手段。双闭环系统的设计思路就是让电流环在起动和快速响应阶段起主导作用，而转速环在稳定运行时起作用。图2-2展示了这种双闭环结构，ASR负责转速调节，ACR负责电流调节，两环通过反馈信号相互配合，确保了在不同阶段的控制效果。 非独立控制励磁的双闭环调速系统通过内外两个闭环实现了转速和电流的独立控制，优化了直流电动机的动态响应和稳态性能，特别适用于对启动性能和快速响应有较高要求的场合。这种控制策略在实际应用中，如工业自动化、精密加工等领域有着广泛的应用。