(一)問題的提出
起動時,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
◎起動的沖擊電流—直流電動機全電壓起動時,如果沒有限流措施,會產生很大的沖擊電流,這不僅對電機換向不利,對過載能力低的電力電子器件來說,更是不能允許的。
◎堵轉電流—有些生產機械的電動機可能會遇到堵轉的情況。例如,由于故障,機械軸被卡住,或挖土機運行時碰到堅硬的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬,若無限流環(huán)節(jié),硬干下去,電流將遠遠超過允許值。更是不能允許的。
◎保護
①如果只依靠過流繼電器或熔斷器保護,一過載就跳閘,則電機永遠起動不起來。
②自動保護—過電流保護(起動、堵轉時限制電流,當電流接近穩(wěn)態(tài)值或故障消除后自動起動起來)。
任務要求:在起動過程中和堵轉時能自動保持電流不超過允許的數值,而在穩(wěn)態(tài)運行中仍具備閉環(huán)調速系統(tǒng)的一切優(yōu)越性。
(二)解決思路
希望起動過程中和堵轉時電流不能超過允許值,可以想到用電流負反饋。根據反饋控制原理,要維持哪一個物理量基本不變,就應該引入這個物理量的負反饋。那么,引入電流負反饋,應該能夠保持電流基本不變,使它不超過允許值。
(三)實現方法(利用非線性元件)
考慮到,限流作用只需在起動和堵轉時起作用,正常運行時應讓電流自由地隨著負載增減。
如果采用某種方法,當電流大到一定程度時才接入電流負反饋以限制電流,而電流正常時僅有轉速負反饋起作用控制轉速。這種方法叫做電流截止負反饋。
3.帶電流截止負反饋的閉環(huán)調速系統(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id≤idcr時,電流負反饋被截止(不起作用),靜特性和只有轉速負反饋調速系統(tǒng)的靜特性式相同,現重寫于下
n= k p k sun*/(ce(1-k))* rid/ce(1-k)(ui=0)
② 當id=idcr時,引入了電流負反饋,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
靜特性的兩個特點
(1)電流負反饋的作用相當于在主電路中串入一個大電阻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速提高 kpks(un+ucom)/ce(1+k)
根據①和②畫出靜特性
電流截止負反饋環(huán)節(jié)參數設計
從調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能上看,希望穩(wěn)態(tài)運行范圍足夠大,截止電流idcr應大于電機的額定電流,一般取idcr≥(1.1~1.2)idnom堵轉電流idbl應小于電機允許的最大電流,一般取idbl≤(1.5~2)idnom
電流負反饋其它截止方法
帶電流截止環(huán)節(jié)的單閉環(huán)調速系統(tǒng)只是初步地解決了限流起動問題,使系統(tǒng)能夠實際運行,它的靜態(tài)和動態(tài)性能都還不夠好,所以只適用于小容量的對起動特性要求不太高的場合。