双闭环调速系统：退饱和转速超调的等效与控制策略

退饱和转速超调的等价性在电力拖动自动控制系统的典型II型系统中起着关键作用，特别是在转速、电流双闭环直流调速系统中。当系统从稳定运行状态突然减小负载时，转速会经历一个动态上升过程，即所谓的退饱和转速超调。这通常发生在从满载状态快速卸载时，由于电机磁通饱和导致的瞬时速度变化。 单闭环直流调速系统，如上海大学所研究的采用转速负反馈和PI调节器的设计，可以实现基本的无静差转速控制，但在提升动态性能方面存在局限。电流截止负反馈环节主要目的是限制电流冲击，但无法精细控制电流的动态波形，这在快速启动过程中尤为明显。 理想的快速起动过程需要电流能够瞬间达到最大值，而单闭环系统无法提供这样的控制。因此，解决思路转向了采用转速电流双闭环系统。这种系统结构中，内环（电流环）负责快速电流控制，确保恒流启动过程，外环（转速环）则在稳态时维持转速稳定，同时避免了两种反馈同时作用的干扰。 图2-2所示的双闭环系统结构包括转速调节器ASR、电流调节器ACR、测速发电机TG、电流互感器TA、电力电子变换器UPE等组件。内环通过电流反馈控制电流，保证起动时的恒流特性；外环则通过转速反馈来管理整体的速度响应，确保在负载减小时，转速不会过度上升或下降。 总结来说，退饱和转速超调是评价双闭环直流调速系统动态性能的关键指标，通过内、外环的协同工作，实现了在不同阶段内分别控制转速和电流，从而优化了系统的动态响应和控制精度。这种系统设计方法对于提高电力拖动自动控制系统在复杂工况下的性能至关重要。