(一)問(wèn)題的提出
起動(dòng)時(shí),un*-un=△un=un*(差不多是其穩(wěn)態(tài)工作值的1+k倍)→放大器飽和→udo最大
◎起動(dòng)的沖擊電流—直流電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)時(shí),如果沒(méi)有限流措施,會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流,這不僅對(duì)電機(jī)換向不利,對(duì)過(guò)載能力低的電力電子器件來(lái)說(shuō),更是不能允許的。
◎堵轉(zhuǎn)電流—有些生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)的情況。例如,由于故障,機(jī)械軸被卡住,或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬,若無(wú)限流環(huán)節(jié),硬干下去,電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許值。更是不能允許的。
◎保護(hù)
①如果只依靠過(guò)流繼電器或熔斷器保護(hù),一過(guò)載就跳閘,則電機(jī)永遠(yuǎn)起動(dòng)不起來(lái)。
②自動(dòng)保護(hù)—過(guò)電流保護(hù)(起動(dòng)、堵轉(zhuǎn)時(shí)限制電流,當(dāng)電流接近穩(wěn)態(tài)值或故障消除后自動(dòng)起動(dòng)起來(lái))。
任務(wù)要求:在起動(dòng)過(guò)程中和堵轉(zhuǎn)時(shí)能自動(dòng)保持電流不超過(guò)允許的數(shù)值,而在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中仍具備閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的一切優(yōu)越性。
(二)解決思路
希望起動(dòng)過(guò)程中和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流不能超過(guò)允許值,可以想到用電流負(fù)反饋。根據(jù)反饋控制原理,要維持哪一個(gè)物理量基本不變,就應(yīng)該引入這個(gè)物理量的負(fù)反饋。那么,引入電流負(fù)反饋,應(yīng)該能夠保持電流基本不變,使它不超過(guò)允許值。
(三)實(shí)現(xiàn)方法(利用非線性元件)
考慮到,限流作用只需在起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)起作用,正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)讓電流自由地隨著負(fù)載增減。
如果采用某種方法,當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流,而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。這種方法叫做電流截止負(fù)反饋。
3.帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性
由上圖可寫出該系統(tǒng)兩段靜特性的方程式。
① 當(dāng)id≤idcr時(shí),電流負(fù)反饋被截止(不起作用),靜特性和只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性式相同,現(xiàn)重寫于下
n= k p k sun*/(ce(1-k))* rid/ce(1-k)(ui=0)
② 當(dāng)id=idcr時(shí),引入了電流負(fù)反饋,靜特性變成
n=kpks(un*-ucom)/ce(1-k)*(r-kpksrc)id/ce(1-k)(ui=idrc–ucom)
③ 特性曲線
靜特性的兩個(gè)特點(diǎn)
(1)電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個(gè)大電阻kpksrs,因而穩(wěn)態(tài)速降極大,特性急劇下垂。
(2)比較電壓ucom與給定電壓un*的作用一致好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高 kpks(un+ucom)/ce(1+k)
根據(jù)①和②畫出靜特性
電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)參數(shù)設(shè)計(jì)
從調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能上看,希望穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍足夠大,截止電流idcr應(yīng)大于電機(jī)的額定電流,一般取idcr≥(1.1~1.2)idnom堵轉(zhuǎn)電流idbl應(yīng)小于電機(jī)允許的最大電流,一般取idbl≤(1.5~2)idnom
電流負(fù)反饋其它截止方法
帶電流截止環(huán)節(jié)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是初步地解決了限流起動(dòng)問(wèn)題,使系統(tǒng)能夠?qū)嶋H運(yùn)行,它的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能都還不夠好,所以只適用于小容量的對(duì)起動(dòng)特性要求不太高的場(chǎng)合。