1、案例 轉速、電流雙閉環直流調速系統一、概述現以ZCC1系列晶閘管電動機直流調速裝置（簡稱ZCC1系列）為例，來闡述晶閘管電動機直流調速系統分析、調試的一般方法與步驟。該裝置的基本性能如下：(1) 裝置的負荷性質按連續工作制考核。(2) 裝置在長期額定負荷下，允許150%額定負荷持續二分鐘，200%額定負荷持續10秒鐘，其重復周期不少于1小時。(3) 裝置在交流進線端的電壓為（0.91.05）380伏時，保證裝置輸出端處輸出額定電壓和額定電流。電網電壓下降超過10%范圍時輸出額定電壓同電源電壓成正比例下降。(4) 裝置在采用轉速反饋情況下，調速范圍為201，在電動機負載從10%100%額定電流變

2、化時，轉速偏差為最高轉速的0.5%（最高轉速包括電動機弱磁的轉速）。轉速反饋元件采用ZYS型永磁直流測速發電機。(5) 裝置在采用電動勢反饋（電壓負反饋、電流正反饋）時，調速范圍為101，電流負載從10%100%變化時，轉速偏差小于最高轉速的5%（最高轉速包括電動機弱磁的轉速）。(6) 裝置在采用電壓反饋情況下，調壓范圍為201，電流負載從10%100%變化時，電壓偏差小于額定電壓的0.5%。(7) 裝置給定電源精度，在電源電壓下降小于10%以及溫度變化小于±10時，其精度為1%。二、系統的組成1、主電路ZCC1系列裝置主電路采用三相橋式全控整流電路，交流進線電源通過三相整流變壓器或

3、者交流進線電抗器接至380V交流電源。為了使電機電樞電流連續并減小電流脈動以改善電動機的發熱和換向，在直流側接有濾波電抗器L。2、 控制系統ZCC1系列晶閘管直流調速裝置的控制系統采用速度（轉速）電流雙閉環控制系統，其原理方框圖如圖3-1所示ZCC1系列晶閘管直流調速裝置各單元的電氣原理圖如圖3-2至圖3-9所示。三、 直流調速系統簡單工作原理下面結合整個系統對不可逆直流調速系統停車、正向啟動、減速各種運行工作過程進行分析。(1) 停車狀態 電動機停車時，開關S打開，給定電壓Ugn=0，速度（轉速）調節器單元中A1速度比較器輸出一個大于+8V的推信號電壓，使速度（轉速）調節器輸出電壓為負向限幅

4、值-Ugi，電流調節器輸出電壓為正向限幅值UKmax，通過觸發輸入單元CSR、觸發器CF，使晶閘管變流器控制角處于最小逆變角min，電動機處于停車狀態。(2) 電動機正向啟動運行 當開關S閉合，給出負的正向速度給定電壓（Ugn=-），當速度給定電壓Ug>0.2時A1速度比較器迅速翻轉輸出為負電壓，使速度（轉速）調節器迅速退出負限幅值-Ugi并開始按速度偏差信號進行P、I調節。經積分給定器使給出負的給定電壓變成線性變化的負的給定電壓Ugn。速度（轉速）調節器的輸入偏差Un=Ugn-Ufn，其極性為負。由于轉速反饋電壓Ufn受機械慣性影響，增加較慢，所以速度（轉速）調節器的輸出Ugi為正的限

5、幅值。該輸出電壓Ugi是電流調節器的電流給定電壓，電流調節器輸入電壓Ui=Ugi-Ufi,極性為正，因而電流調節器的輸出電壓UK為負。經過觸發輸入單元CSR-1，觸發器CF-1使晶閘管變流器的控制角從min向前移動使<90°，晶閘管變流器工作于整流狀態，電動機正向啟動。以后啟動過程和前面所述的速度電流雙閉環調速系統啟動過程一樣，不再重復。穩態運行時，速度反饋電壓Ufn基本上等于速度給定電壓Ugn，速度（轉速）調節器的輸出電壓Ugi基本上與負載電流反饋電壓Ufi相等。(3) 減速（或停車） 正向減速時速度給定值減小，極性不變仍為負給定電壓，而電動機轉速來不及改變，所以速度（轉速）

6、調節器的輸入端偏差Un=Ugn-Ufn為正，速度（轉速）調節器ASR的輸出Ugi為負的限幅值，使電流調節器的輸出電壓UC為正，經過觸發輸入單元CSR，觸發器CF使晶閘管變流器的控制角從<90°迅速后移至min，主回路電流經本橋逆變后很快衰減到零。對于不可逆系統由于晶閘管變流器只能提供一個方向的電流，電動機只在負載阻力矩作用下減速，直至電動機轉速降至接近新的給定值時，由于速度微分反饋的提前作用使速度給定值Ugn重新大于速度反饋值Ufn，速度（轉速）調節器輸出開始退出負的限幅值，電流調節器輸出從正的最大值向負電壓變化，觸發器CF的觸發脈沖從min開始前移，電流環和速度（轉速）環相繼投入閉環工作，晶閘管變流器控制角<90°工作在整流狀態，電動機在新的給定值下運行。當正向停車時速度給定電壓Ugn=0（<0.2V時），速度（轉速）調節器單元中A1速度