直流拖动系统简述

   直流电动机虽然有体积大、故障率高、维护量大、功率受限制等一系列缺点,然而其优点也是明显的:启动力矩大、过载能力强、转矩控制易于实现等,故而在一些场合仍然有所使用。直流电动机的调速与驱动,在技术上已经非常成熟,作为成品在市场上销售的典型设各有

欧陆590系列、ABB的DCS系列、 MLC1538-332MLC西门子的6RA70系列等。不同厂家的产品尽管在细节上会有所区别,但它们都是转速、电流双闭环结构,采用PI调节器实现转速无静差控制。在这些以微处理器为核心的数字式直流驱动装置中,主要的控制功能均由软件来实现。此外,还提供丰富的外部接口,例如用于启动/停止、多传动点之间协调动作的开关量输入/输出接口;用于转速给定的模拟量输人接口;用于转速、电压、电流等物理量外部显示和检测的模拟量输出接口;用于联网的串行通信接口等。

   从软件上看,数字式直流驱动装置的主控制通道是典型的双闭环结构。其中转速环是外环(AsR),电流环是内环(ACR),二者的控制器通常为比例一积分(PI)调节器。图91所示为西门子6RA70电枢回路部分的控制框图。图91显示的是转速、电枢电流双闭环控制结构,转速环为外环,电流环为内环。主给定(Main setpoint,转速给定)有多种来源和渠道,与附加给定(Additional setpoil△t)叠加之后,进入斜坡发生器(Ram「ftll△ction ge⒈crator),该功能块的作用是将总给定值以一定的斜率和平滑度逐渐送给速度控制器,使得升降速过程更加平滑,该模块同时对给定值进行限幅。经过一系列处理后,给定值与反馈值(实

际转速)同时进人转换调节器ASR(Speed∞lltroller)。转速调节器的输出就是电流控制器的主给定,与附加给定叠加后,最终与实际电流值(反馈值)同时进人电流控制器ACR(Cttrrentcontroller)。电流控制器产生的输出作为控制电压,送给触发单元,形成触发脉冲,用于触发主回路的可控硅或者其他可控的电力电子元件,从而生成可调的直流电压,送给直流电动机的电枢绕组。