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【图】电流截止负反馈的功能主要是限流保护

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-02-23 09:25:19

有关电流截止负反馈的限流保护功能,限流保护用于解决反馈闭环调速系统的启动和堵转时电流过大的问题,介绍了电流截止负反馈装置原理接线图,电流截止负反馈环节的输入输出特性等。

限流保护:电流截止负反馈

限流保护是为了解决反馈闭环调速系统的启动和堵转时电流过大的问题,而采取的一种限流措施。

当直流电动机全压启动时,如果没有限流措施,会产生很大的冲击电流;运行过程中,如电动机遇到堵转的情况,电流也会大大超过允许值。

过大的电流不仅对电机换向不利,对过载能力低的晶闸管来说,更是不能允许的。如果仅仅是依靠过流继电器熔断器保护,一过载就跳闸,也会给正常工作带来不便。

根据反馈控制原理,要维持哪一个物理量基本不变,就应该引入那个物理量的负反馈。

因此,引入电流负反馈应该能够保持电流基本不变,使它不超过允许值。

但是,这种作用只应在启动和堵转时存在,在正常运行时又得取消,使静特性保持较好的硬度,让电流自由地随着负载增减。

如此,一旦电流超过某一规定值时,电流负反馈即投入运行,使静特性急剧地“软化”。

随着电流的增加,电动机转速不断下降,当电流增加到某一数值(即堵转电流)时,电动机停止转动(即堵转)。这种当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈,称为电流截止负反馈,简称截流反馈。

图1.2为电流截止负反馈装置原理接线图。

图中小阻值电阻R。串入电动机电枢回路用于取出电流反馈信号。设Idj为临界的截止电流,则当电流大于Idj时,应将电流反馈信号加到放大器的输入端;而当电流小于Idj时,应将电流反馈切断。

为此,需引入一个比较电压Ubj。图1.2(a)中,是利用独立的直流电源作比较电压,其大小可用电位器调节,相当于调节截止电流。二极管在此起比较的作用,当IdRc>Ubj时,二极管导通,电流负反馈信号即可加到放大器上去;当IdRc<Ubj时,二极管截止,U fi即消失。显然,截止电流Idj=Ubj /Rc。在图1.2(b)中,是利用稳压管的击穿电压U。作为比较电压,线路相对要简单一些,但不能平滑调节截止电流。

电流截止负反馈环节的输入输出特性如图1.3所示。它表明当输入信号IdRc-Ubj>0时,输出等于输入;当输入信号IdRc-Ubj<0时,输出为零。

因此,它是一个非线性环节(两段线性环节)。将它与系统其他部分联接起来,画成框图,即得带电流截止负反馈的速度闭环调速系统稳态结构图,如图1.4所示。图中,Ufi表示电流负反馈信号,Ufn表示转速负反馈信号电压。

电流截止负反馈1

电流截止负反馈2

电流截止负反馈3

电流截止负反馈4

当Id≤Idj如时,电流负反馈被截止,静特性方程式为:

电流截止负反馈5

当Id>Idj时,电流负反馈起作用,这时,静特性方程式为

电流截止负反馈6

=no'-△nb'

将式(1.2)、式(1-3)画成静特性,如图1. 5所示。图中no~A段相应于电流负反馈截止时静特性方程式(1.2),它是速度反馈闭环调速系统本身的静特性,是比较硬的。

图中A~B段相应于电流负反馈作用时静特性方程式(1.3),它有两个特点:

1、电流负反馈的作用相当于在电路中串入一个大电阻KpKsRc。,因而随着负载电流的增加,电动机转速下降很快,特性急剧下垂;

2、由于比较电压Ubj与给定电压Un’极性相同,作用一致,因而提高了理想空载转速,使no'>no。图中虚线段no’~A实际上是不存在的,并不起作用。

这样的带电流截止负反馈速度闭环调速系统的静特性常被称为下垂特性或挖土机特性。当挖土机遇到坚硬的石块而过载时,最大电流等于堵转电流,堵转电流可由式(1.3)中令n=0求得

电流截止负反馈7

一般有KpKsRc》R,因此:

电流截止负反馈8

在设计实际系统时,对下垂特性的陡度有一定的要求,应使堵转电流小于电动机的最大允许电流的1.5~2倍。

另外,从no~A这一段特性看,希望有足够宽的运行范围,截止电流应大于电动机的额定电流。

例如,取截止电流大于电动机额定电流的1.2倍。这些就是设计电流截止负反馈环节参数的依据。

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