. .
图2-2 单位负反馈系统
最后，由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为
TΣi= Ts+ Toi (2-2)
?ci?113TsToi简化的近似条件为
(2-3)
电流环结构图最终简化成图2-3。
图2-3 电流环最终简化结构图
2.2 电流调节器结构的选择
根据设计要求：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量?i≤5%，有以下两种方案可供选择：
方案一：典型Ⅱ型系统，可使电流无静差，抗扰性能好。
方案二：典型I型系统，也能使电流无静差，跟随性能好，超调小。 从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大
a
. .
的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I型系统。
电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成典型 I 型系统，显然应采用PI型的电流调节器，其传递函数可以写成
WACR(s)?Ki(?is?1)?is（2-4）
式中 Ki — 电流调节器的比例系数；
?I — 电流调节器的超前时间常数。
由表2-1知，三相零式电路的平均失控时间TS=0.0033s。
表2-1 各种整流电路的失控时间（f =50Hz）
整流电路形式 单相半波 单相桥式（全波） 三相半波 最大失控时间 Tsmax（ms） 平均失控时间 Ts（ms） 20 10 6.67 3.33 10 5 3.33 1.67 三相桥式、六相半波
又已知电流反馈滤波时间常数Toi=0.0025s，按小时间常数近似处理，
T?i=TS+Toi =0.0033+0.0025s=0.0058s
已知TL=0.012s，易知m= T?i /TL=0.0058/0.012=0.48，参照表2-2的典型I型系统动态抗扰性能，知其动态性能不是十分理想，但这不是主要因素，且各项指标都可以接受。
表2-2 典型I型系统动态抗扰性能指标与参数的关系（KT=0.5）
a
. .
2.3 电流调节器的参数计算
为了使校正后的典型系统为典型I型系统，应有以下等式成立：
?R(Tls?1)(T?is?1）?KsKi(?is?1)KI??iss(T?is?1)
（2-5）
则必须满足：
?i?Tl（2-5）
KI?KiKs??iR（2-7）
所以，电流调节器超前时间常数： ? i ? T l=0.012s；
电流环开环增益：要求?i ≤ 5%时，按表2-2，应取KIT?i?0.5，因此
KI?0.50.5??86.2s?1 T?i0.0058s电流反馈系数：
Ui?8V????0.024V/A
IdL339A于是，ACR的比例系数：
a
. .
Ki?KIR?i86.2?0.18?0.012??0.222 Ks?35?0.0242.4 校验近似条件
电流环截止频率：?ci?KI?86.2s?s 1. 晶闸管整流装置传递函数的近似条件
11??196.1s?1>?ci 3Ts3?0.0017s满足近似条件。
2. 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
3满足近似条件。
11?3??79.1s?1
1111??116.1s?1>?ci
3TsToi30.0033s?0.0025s满足近似条件。
2.5 电流调节器的实现
含给定滤波与反馈滤波的PI型电流调节器的电路原理图如下图2-4所示。
a
. .
图2-4 含给定滤波与反馈滤波的PI型电流调节器
图中U*i为电流给定电压，-?Id 为电流负反馈电压，Uc电力电子变换器的控制电压。根据运算放大器的工作原理可以推导出以下公式：
Ki?RiR0（2-8）
?i?RiCiToi?1R0Coi4（2-9） （2-10）
由图2-4，按所用运算放大器R=40kΩ，各电阻和电容值为：
0
Ri?KiR0?0.222?40K??8.88K?，取9K?
Ci??iRi?0.012?1.33?10?6F?1.33?F,取1.33?F
9000?Coi?4Toi4?0.0025?F?0.25?F,取0.25?F 3R040?10按照上面参数，由表2-3可知，KT=0.5时超调量为4.3%<5%，满足设计要求。
表2-3 典型I型系统跟随性能指标和频域指标与参数的关系
参数关系KT 0.25 0.39 0.5 0.69 1.0 a
双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计
