《第二章 双闭环直流调速系统》\n\n直流调速系统中，双闭环控制是一种广泛应用且性能优越的方案，尤其适用于需要高动态性能的场合，如快速启动、负载变化时保持稳定速度等。本章节主要探讨双闭环调速系统的构成、稳态特性和动态分析，以及系统设计的基本原则。\n\n单闭环直流调速系统虽然可以实现无静差运行，但在动态响应方面有所不足。特别是在起动和快速响应需求时，单闭环系统无法精确控制电流和转矩的变化，导致加速过程延长。电流截止负反馈虽能在电流超限时进行抑制，但无法实现理想的电流波形控制，进而影响起动性能。\n\n为了解决这个问题，双闭环调速系统应运而生。该系统由转速环和电流环两部分构成，采用两个独立的调节器——转速调节器ASR和电流调节器ACR，实现转速和电流的独立控制。转速调节器的输出作为电流调节器的输入，电流调节器的输出则控制电力电子变换器。这样的嵌套结构使得电流环作为内环，转速环作为外环，形成双闭环结构。\n\n转速、电流双闭环直流调速系统的电路通常采用PI调节器，以提升系统的静态和动态性能。PI调节器能有效改善系统的稳态误差和动态响应速度。调节器的输出电压有限幅功能，转速调节器的输出限幅电压Uim决定电流给定的最大值，而电流调节器的输出限幅电压Ucm则限制了电力电子变换器的输出电压，确保系统运行的安全性。\n\n在系统设计过程中，调节器输出限幅值的整定至关重要。这涉及到电动机的过载能力、最大加速度需求以及电力电子变换器的工作范围。实际操作中，需要根据电动机的电气参数、控制要求以及设备的物理限制来计算和设定这些限幅值，以确保系统在不同工况下的稳定运行和最佳性能。\n\n总结来说，双闭环直流调速系统通过转速和电流的双重闭环控制，实现了动态性能的显著提升，特别是在快速起动、负载变化等复杂工况下的优良表现。通过对调节器输出限幅值的精细调整，能够优化系统性能，满足各种实际应用中的控制需求。这种技术是现代直流电力拖动自动控制系统的基础，对于理解和设计高性能的直流调速系统具有重要意义。
