一直流电机由三相交流对称工频电源晶闸管整流供电,交流电压幅值为311V,直流电机励磁电源220V,直流电机电枢绕组电阻为0.6Ω,电感12mH,励磁绕组240Ω,电感120mH,电枢绕组与励磁绕组的互感为1.8H,5.平波电抗器mH,空载启动,0.5s加载时,扭矩为171N·m。以直流电机为对象进行以下仿真:
双闭环电流直流调速系统是一种应用广泛、经济、适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗干扰性,可以有效抑制反馈环前通道上的所有干扰。转速负反馈和PI在保证系统稳定的情况下,调节器的单闭环调速系统可实现无静差的转速。
但是,如果系统的动态性能要求较高,如起动制动、突加载动态速度降低等,单闭环系统难以满足要求。这主要是因为动态过程的电流或扭矩不能完全控制在单闭环系统中。在单闭环系统中,只有电流截止负反馈环节专门用于控制电流。然而,在超过临界电流值后,它只能通过强烈的负反馈来限制电流的冲击,而不能理想地控制电流的动态波形。当电流从最大值降低时,电机扭矩也会减小,因此加速过程必然会延长。
为了实现速度和电流的负反馈,系统中设置了两个调节器,分别调节速度和电流,即速度调节器的输出作为电流调节器的输入,然后使用电流调节器的输出来控制晶闸管整流器的触发装置。在闭环结构上,电流调节环在调节环称为内环;外部的速度环称为外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
仿真图
仿真波形
断开反馈的仿真:
断开反馈波形:
通过波形对比,断开转速反馈之后,电路中只有电流反馈,为单闭环调节,波形如图所示,与实验一相比波形近似,与双闭环相比较少了一个转速负反馈调节器,不讨论转速调节器饱和与否,波形大致相同。