双闭环控制的串级调速系统
3. 调节器参数的设计
双闭环控制串级调速系统的动态校正一般主要按抗扰性能考虑，即应使系统在负载扰动时有良好的动态响应。在采用工程设计方法进行动态设计时，可以像直流调速系统那样，电流环按典型I 型系统设计，转速环按典型Ⅱ型系统设计。但是串级调速系统中转子直流回路的时间常数 TLr 及放大系数 KLr 都是转速的函数，而异步电动机的机电时间常数 TM 又是转速和电流的函数，这就给调节器的设计带来一定的困难。具体设计时，可以先在确定的转速 n 和负载电流 Id 的前提下，求出各传递函数中的参数。例如，按照要求的最大转差率 S m ax 或平均转差率1/2S m ax 来确定转速，按额定负载或常用的实际负载来选定电流，然后按定常系统进行设计。如果用模拟控制系统实现，则当实际转速或电流改变时，系统的动态性能就要变坏。如果采用微机数字控制，可以按照不同的转速和电流事先计算好参数的变化，用表格的方式存入微机，实时控制时可根据检测得到的转速和电流查表调用，就可以得到满意的动态特性。
4. 串级调速系统的起动方式
串级调速系统是依靠逆变器提供附加电动势而工作的，为了使系统工作正常，对系统的起动与停车控制必须有合理的措施予以保证。总的原则是在起动时必须使逆变器先于电机接上电网，停车时则比电机后脱离电网，以防止逆变器交流侧断电，而使晶闸管无法关断，造成逆变器的短路事故。
串级调速系统的起动方式通常有间接起动和直接起动两种。
(1) 间接起动
大部分采用串级调速的设备是不需要从零速到额定转速作
全范围调速的，特别对于风机、泵、压缩机等机械，其调速
范围本来就不大，串级调速装置的容量可以选择比电动机小
得多。为了使串级调速装置不受过电压损坏，须采用间接起
动方式，即将电动机转子先接入电阻或频敏变阻器起动，待
转速升高到串级调速系统的设计最低转速时，才把串级调速
装置投人运行。由于这类机械不经常起动，所用的起动电阻
等都可按短时工作制选用，容量与体积都较小。从串电阻起
动换接到串级调速可以利用对电动机转速的检测或利用时间
原则自动控制。
图5所示是间接起动控制原理图。起动操作顺序如下：先合上装置电源总开关S ，
使逆变器在 min 下等待工作。然后依次接通接触器 K1，接人起动电阻
R，
再接通K0，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。待起动到所设计的 n m in (smax ) 时接通 K2，使电动机转子接到串级调速装置，同时断开 K1，切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速的方式继续加速到所需的转速运行。不允许在未达到设计最低转速以前就把电动机转子回路与串级调速装置联通，否则转子电压会超过整流器件的电压定额而损坏器件，所以转速检测或起动时间计算必须准确。停车时，由于没有制动作用，应先断开 K2，使电动机转子回路与串级调速装置脱离，再断开 K0，以防止当 K0 断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。
如果生产机械许可，也可以不用检测最低转速自动控制，而让电动机在串电阻方式下起动到最高速，切换到串级调速后，再按工艺要求调节到所需要的转速运行。这种起动方式可以保证整流器与逆变器不致受到超过定额的电压，工作安全。但电动机要先升到最高转速，再通过减速达到工作转速，对于有些生产机械是不允许的。
(2) 直接起动
直接起动又称串级调速方式起动，用于可在全范围调速的串级调速系统。在起动控制时让逆变器先于电动机接通交流电网，然后使电动机的定子与交流电网接通，此时转子呈开路状态，可防止因电动机起动时的合闸过电压通过转子回路损坏整流装置，最后再使转子回路与整流器接通。在图5中，接触器的工作顺序为 S—K0—K2，此时不需要起动电阻。当转子回路接通时，由于转子整流电压小于逆变电压，直流回路无电流，电动机尚不能起动。待发出给定信号后，随着夕的增大，逆变电压降低? 产生直流电流，电动机才逐渐加速，直至达到给定转速。
双闭环控制的串级调速系统
3. 调节器参数的设计
双闭环控制串级调速系统的动态校正一般主要按抗扰性能考虑，即应使系统在负载扰动时有良好的动态响应。在采用工程设计方法进行动态设计时，可以像直流调速系统那样，电流环按典型I 型系统设计，转速环按典型Ⅱ型系统设计。但是串级调速系统中转子直流回路的时间常数 TLr 及放大系数 KLr 都是转速的函数，而异步电动机的机电时间常数 TM 又是转速和电流的函数，这就给调节器的设计带来一定的困难。具体设计时，可以先在确定的转速 n 和负载电流 Id 的前提下，求出各传递函数中的参数。例如，按照要求的最大转差率 S m ax 或平均转差率1/2S m ax 来确定转速，按额定负载或常用的实际负载来选定电流，然后按定常系统进行设计。如果用模拟控制系统实现，则当实际转速或电流改变时，系统的动态性能就要变坏。如果采用微机数字控制，可以按照不同的转速和电流事先计算好参数的变化，用表格的方式存入微机，实时控制时可根据检测得到的转速和电流查表调用，就可以得到满意的动态特性。
4. 串级调速系统的起动方式
串级调速系统是依靠逆变器提供附加电动势而工作的，为了使系统工作正常，对系统的起动与停车控制必须有合理的措施予以保证。总的原则是在起动时必须使逆变器先于电机接上电网，停车时则比电机后脱离电网，以防止逆变器交流侧断电，而使晶闸管无法关断，造成逆变器的短路事故。
串级调速系统的起动方式通常有间接起动和直接起动两种。
(1) 间接起动
大部分采用串级调速的设备是不需要从零速到额定转速作
全范围调速的，特别对于风机、泵、压缩机等机械，其调速
范围本来就不大，串级调速装置的容量可以选择比电动机小
得多。为了使串级调速装置不受过电压损坏，须采用间接起
动方式，即将电动机转子先接入电阻或频敏变阻器起动，待
转速升高到串级调速系统的设计最低转速时，才把串级调速
装置投人运行。由于这类机械不经常起动，所用的起动电阻
等都可按短时工作制选用，容量与体积都较小。从串电阻起
动换接到串级调速可以利用对电动机转速的检测或利用时间
原则自动控制。
图5所示是间接起动控制原理图。起动操作顺序如下：先合上装置电源总开关S ，
使逆变器在 min 下等待工作。然后依次接通接触器 K1，接人起动电阻
R，
再接通K0，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。待起动到所设计的 n m in (smax ) 时接通 K2，使电动机转子接到串级调速装置，同时断开 K1，切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速的方式继续加速到所需的转速运行。不允许在未达到设计最低转速以前就把电动机转子回路与串级调速装置联通，否则转子电压会超过整流器件的电压定额而损坏器件，所以转速检测或起动时间计算必须准确。停车时，由于没有制动作用，应先断开 K2，使电动机转子回路与串级调速装置脱离，再断开 K0，以防止当 K0 断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。
如果生产机械许可，也可以不用检测最低转速自动控制，而让电动机在串电阻方式下起动到最高速，切换到串级调速后，再按工艺要求调节到所需要的转速运行。这种起动方式可以保证整流器与逆变器不致受到超过定额的电压，工作安全。但电动机要先升到最高转速，再通过减速达到工作转速，对于有些生产机械是不允许的。
(2) 直接起动
直接起动又称串级调速方式起动，用于可在全范围调速的串级调速系统。在起动控制时让逆变器先于电动机接通交流电网，然后使电动机的定子与交流电网接通，此时转子呈开路状态，可防止因电动机起动时的合闸过电压通过转子回路损坏整流装置，最后再使转子回路与整流器接通。在图5中，接触器的工作顺序为 S—K0—K2，此时不需要起动电阻。当转子回路接通时，由于转子整流电压小于逆变电压，直流回路无电流，电动机尚不能起动。待发出给定信号后，随着夕的增大，逆变电压降低? 产生直流电流，电动机才逐渐加速，直至达到给定转速。