電流調(diào)節(jié)器改用PI調(diào)節(jié)器:將電流滯環(huán)控制器改為電流PI調(diào)節(jié)器,PI調(diào)節(jié)器輸出為電樞電壓給定信號(hào),不能直接作為GTO的驅(qū)動(dòng)信號(hào),需要經(jīng)過(guò)脈寬調(diào)制輸出一個(gè)PWM波再作為GTO的門極電壓,控制其通斷,所以在電流PI調(diào)節(jié)器的后面增加一個(gè)比較器,輸入信號(hào)為電流PI調(diào)節(jié)器的輸出與三角載波信號(hào),當(dāng)LT輸出電壓高于三角波電壓時(shí),輸出高電平,GTO觸發(fā)導(dǎo)通,否則輸出低電平,GTO關(guān)斷,從而形成占空比與LT輸出信號(hào)成正比的PWM波作為電樞電壓,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速功能。示波器Scpoe1顯示的波形,由上而下分別為三角載波、電流調(diào)節(jié)器LT的輸出信號(hào)、經(jīng)比較之后輸出的PWM信號(hào)的波形。三角載波信號(hào)的頻率為10kHz,所以GTO的開關(guān)頻率也為10kHz。誠(chéng)鋮創(chuàng)惠,品質(zhì)永創(chuàng)新。景德鎮(zhèn)直流調(diào)速電源哪家好
直流電機(jī)恒功率調(diào)速方式就是所謂的弱磁調(diào)速,這種調(diào)速方式,本質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式的一種補(bǔ)充,主要是有些場(chǎng)合,需要比較寬的調(diào)速范圍,比如有些龍門床,需要電機(jī)加工時(shí)候進(jìn)刀非常慢,扭矩要很高;而退回來(lái)時(shí)候扭矩很輕看是要跑非??欤@時(shí)候進(jìn)刀時(shí)候用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速模式,而退回來(lái)時(shí)候用弱磁調(diào)速方式,這時(shí)候電機(jī)的最大功率是不變的。也有些電動(dòng)車,低速上坡時(shí)候要跑很慢,需要很大扭力,而平路阻力小又想跑非??欤@時(shí)候也需要用到恒功率調(diào)速,類似于機(jī)械變檔或者調(diào)減速比的方式來(lái)調(diào)速。一般弱磁調(diào)速,是不適合于永磁電機(jī)的,因此磁通Φ無(wú)法單獨(dú)控制。要弱磁,就是直接減少氣隙磁通Φ的大小,這時(shí)候可以降低勵(lì)磁線圈的電流,一般也會(huì)在勵(lì)磁線圈使用可控硅或者場(chǎng)效應(yīng)管這些來(lái)做一個(gè)PI調(diào)整回來(lái)輸出一個(gè)電流源來(lái)實(shí)現(xiàn)。弱磁調(diào)速的時(shí)候,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,電機(jī)輸出的最大扭矩會(huì)越小,這個(gè)是需要注意的,而且一般也不會(huì)無(wú)限制的減小下去,大概能控制在額定勵(lì)磁電流的90%左右。景德鎮(zhèn)直流調(diào)速電源哪家好淄博誠(chéng)鋮創(chuàng)惠電子有限公司,以滿足客戶要求為重點(diǎn)。
速度PI調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能的影響:比例系數(shù)KP的影響:改變速度PI調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)KP的大小,分別進(jìn)行仿真,得到波形圖如下,為KP=10時(shí)的仿真波形,圖16為KP=0.8時(shí)的仿真波形。(KP=1.6)、圖15(KP=10)(KP=0.8)對(duì)比,可以看出KP對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能的影響。當(dāng)KP加大時(shí),可以使得系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度加快,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。由直流電機(jī)起動(dòng)時(shí)的波形為例說(shuō)明,在起動(dòng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)階段,速度調(diào)節(jié)器ST為PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)KP=0.8時(shí),速度PI調(diào)節(jié)至穩(wěn)定大概需要0.2s,KP=1.6時(shí),速度PI調(diào)節(jié)至穩(wěn)定大概需要0.1s,KP=10時(shí),速度PI調(diào)節(jié)至穩(wěn)定大概需要0.02s,由此可知增大KP可以加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度。但是當(dāng)KP偏大時(shí),響應(yīng)的震蕩次數(shù)將增加,調(diào)節(jié)時(shí)間反而延長(zhǎng)。而當(dāng)KP過(guò)大時(shí),系統(tǒng)將變得不穩(wěn)定。
速度無(wú)超調(diào):要做到速度無(wú)超調(diào),主要的措施就是改變速度PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)。增大KP,可以使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度變高,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,從而使得系統(tǒng)的慣性減小,超調(diào)量減小,所以使KP變大。改變ST的參數(shù)KP,使其為原來(lái)的10倍即KP=16,以起動(dòng)時(shí)的給定120rad/s為例,可以看出,速度的變化已經(jīng)大為改善,基本上看不到超調(diào),但是將Y軸放大之后,可以看到,速度仍然有小的超調(diào)量,比較大速度達(dá)到了121.5rad/s,超調(diào)量為1.5rad/s。由于PI調(diào)節(jié)器積分項(xiàng)的存在,使得系統(tǒng)的慣性變大,容易振蕩和出現(xiàn)超調(diào),為了使速度超調(diào)量減小,可以減小ST的積分系數(shù)Ki,減小系統(tǒng)的慣性。改變ST參數(shù)Ki,使其減小為原來(lái)的十分之一,即Ki=1.6。品質(zhì)電機(jī)控制器,優(yōu)先誠(chéng)鋮創(chuàng)惠。
電樞電壓控制,在晶閘管和IGBT這些沒(méi)有被發(fā)明前,控制起來(lái)也不是容易的事情了,畢竟功率比較大,早期是通過(guò)一臺(tái)發(fā)電機(jī)直流發(fā)電來(lái)控制的,通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的磁通就可以控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓,進(jìn)而調(diào)整了電樞電壓大小的。在晶閘管可控硅被發(fā)明出來(lái)以后,通過(guò)給可控硅施加交流輸入電壓,利用移相觸發(fā)技術(shù)控制可控硅的導(dǎo)通角,就可以把交流電整流成一定脈動(dòng)的直流電,因?yàn)橹绷麟姍C(jī)是大感性負(fù)載,脈動(dòng)直流電會(huì)被大電感緩沖穩(wěn)定下來(lái)。這個(gè)直流電的電壓是可以調(diào)整的,和可控硅的導(dǎo)通角成一定的比例關(guān)系。這種調(diào)速技術(shù)是非常成熟可靠的,在上個(gè)世紀(jì)中后期得到了廣的工業(yè)應(yīng)用。另外場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT之類的器件出現(xiàn)以后,直流電機(jī)調(diào)速還可以做得更加精密了,可以利用PWM斬波技術(shù),讓輸出的直流電壓非常穩(wěn)定,這樣直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)非常小,如果讓電機(jī)的轉(zhuǎn)子變長(zhǎng)點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小了,外加了位置環(huán)進(jìn)去,還可以實(shí)現(xiàn)精確的定位控制,這個(gè)就是所謂的直流伺服系統(tǒng)了。淄博誠(chéng)鋮創(chuàng)惠電子有限公司,依托多年來(lái)完善的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。景德鎮(zhèn)直流調(diào)速電源哪家好
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積分系數(shù)Ki的影響:改變速度PI調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)Ki,分別進(jìn)行仿真,得到波形如下,圖17為Ki=0.16時(shí)的波形,圖18為Ki=8時(shí)的電壓波形,圖19為Ki=32時(shí)的電壓波形,圖20為Ki=100時(shí)的電壓波形??梢钥闯?,Ki太小的時(shí)候,積分作用比較弱,穩(wěn)態(tài)誤差減小得比較慢,Ki=8時(shí),轉(zhuǎn)速在1.8s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定,消除穩(wěn)態(tài)誤差,Ki=16時(shí),轉(zhuǎn)速在1.75s的時(shí)候就達(dá)到了穩(wěn)定,Ki=32時(shí),轉(zhuǎn)速在1.7s的時(shí)候就達(dá)到了穩(wěn)定。如果Ki過(guò)小,可能會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差難以消除,Ki=0.16時(shí),達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)速只有150rad/s,有10rad/s的穩(wěn)態(tài)誤差。但是Ki太大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)容易振蕩而使得系統(tǒng)不穩(wěn)定,Ki=8或16時(shí),系統(tǒng)沒(méi)有振蕩現(xiàn)象,Ki=32時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)振蕩,在Ki=100時(shí)振蕩很明顯,所以Ki也不是越大越好。景德鎮(zhèn)直流調(diào)速電源哪家好
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