电流补偿控制的优化方案

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：从式可以看到，电流正反馈Ui的作用相当于增加了转速给定值，因此称为电流补偿控制。因为βcr受放大倍数和电阻等诸多因素的影响，这些因素稍有变化，全补偿状态就可能被破坏，使系统不稳定，所以通常只使用欠补偿控制。关于电流补偿控制的讨论如下：1）电流补偿只是针对负载扰动的一种补偿措施。这时，电流正反馈补偿不仅没有抑制转速上升，反而是助长了转速上升，起了相反的作用。补偿控制也常用于温度等其他控制场合。

从式（1.47）可以看到，电流正反馈U_i的作用相当于增加了转速给定值，因此称为电流补偿控制。电流补偿后使电动机空载电压抬高，也在一定程度上提高了电动机转速，减小了转速降（与无电流正反馈只有电压负反馈系统相比）。将U_i=βI_d代入式（1.47）可得

引入电流正反馈后，系统的转速降为

上式中的

项反映了电流正反馈的作用，该项大小与电流反馈的强度β有关，如果电流反馈完全补偿了后两项转速降，即

则得到全补偿的条件是

式中，R_Σ为电枢回路总电阻，R_Σ=R_n+R_a；β_cr为临界电流反馈系数。(https://www.chuimin.cn)

若β<β_cr，则系统处于欠补偿状态，系统仍有转速偏差；若β>β_cr，则系统处于过补偿状态。可以证明，在过补偿时系统是不稳定的，因此β=β_cr是系统稳定的临界点。因为β_cr受放大倍数和电阻等诸多因素的影响，这些因素稍有变化，全补偿状态就可能被破坏，使系统不稳定，所以通常只使用欠补偿控制。

关于电流补偿控制的讨论如下：

1）电流补偿只是针对负载扰动的一种补偿措施。负载增加，引起转速下降、电流增加，这时通过电流正反馈，抬高一点给定，提高变流器输出电压，使电动机转速有所增加，可在一定程度上补偿由于负载增加引起的转速下降。但是对其他扰动，电流补偿可能起相反的作用，例如在电网电压增加时，变流器输出电压上升引起电流增加，会使转速上升，电流增加的同时，经过电流正反馈，使给定值也抬高，变流器输出电压将进一步上升，电流也进一步增加，转速还会上升。这时，电流正反馈补偿不仅没有抑制转速上升，反而是助长了转速上升，起了相反的作用。因此，补偿控制是有针对性的，电流补偿主要对负载扰动有抑制作用，对其他扰动就不一定能抑制，甚至有负面的消极作用。

2）临界补偿条件一般也是系统稳定性的条件。过补偿时系统将处于不稳定状态，因此一般仅使用欠补偿控制。调速系统采用电流正反馈补偿是因为电流与负载成正比，负载增加电流增加，这时用电流正反馈补偿一部分静差，以提高系统的稳态性能。但是，不能依靠电流正反馈来实现无静差控制，因为这时系统已经处于稳定的边缘了。补偿控制也常用于温度等其他控制场合。

电流补偿控制的优化方案

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