闭环控制串级调速系统优化方案

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：根据生产工艺对静、动态调速性能要求的不同，串级调速可以采用开环控制和闭环控制系统。由于串级调速系统的静态特性中静差率较大，通常开环系统只能用于对调速精度要求不高的场合。与直流调速系统一样，通常采用转速和电流双闭环串级调速系统。图5-15双闭环串级调速原理图

根据生产工艺对静、动态调速性能要求的不同，串级调速可以采用开环控制和闭环控制系统。由于串级调速系统的静态特性中静差率较大，通常开环系统只能用于对调速精度要求不高的场合。为了提高静态调速精度，以及获得较好的动态特性，可以采用反馈控制。与直流调速系统一样，通常采用转速和电流双闭环串级调速系统。所谓动态性能的改善，一般只是指启动与加速过程性能的改善，而减速过程只能靠负载作用自由降速，因为在串级调速系统中转子整流器是不可控的，系统不能产生电气制动作用。

双闭环串级调速系统原理图如图5-15所示，其结构与双闭环直流调速系统相似。图中ASR为转速调节器，ACR为电流调节器，TG为测速发电机，TA为电流互感器，GT为触发器。为了实现系统的无静差调节，ASR、ACR一般均采用PI调节器。电流反馈信号从电流互感器TA取出，电流检测位置可以在转子整流器进线端、直流线路处、逆变变压器二次侧，在转子整流器进线端和逆变变压器二次侧检测到的交流信号需整流成直流电压后再反馈。速度反馈信号取自测速发电机TG。为防止逆变器逆变颠覆，当电流调节器的输出电压为零时，应使它对应的逆变角β=βmin≥30°。常取β=30°。随着电流调节器的输出增加，β角应向90°的方向变化。速度调节器用于控制电动机的转速，电流调节器用于控制电动机转子中电流的有效值，由于这两个调节器都采用PI调节器，系统对于给定的电流反馈信号和转速反馈信号都是无静差的，电流内环与速度外环的调节作用与直流双闭环系统近似，系统在升速过程中能实现近似恒加速度的加速，同时也有利于电流保护；在电网波动时，电流环能及时调节转子电流，以保持所需要的电磁转矩；当负载变化时，速度环有良好的抗干扰性能。与晶闸管不可逆直流调速系统相似，次同步晶闸管串级调速也不能产生电气制动转矩，减速时只能靠负载转矩自由降落或机械制动。(https://www.chuimin.cn)

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图5-15　双闭环串级调速原理图

闭环控制串级调速系统优化方案

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