工作原理

　　注：根据DMD ISOLATE（电流给定值）参数使用数字I/P3，在电流控制或速度控制（默认）之间选择。如果允许调速换器，作为一个电流控制器，如果禁止（默认），就作为一个速度控制器。

　　电流环

　　电流环从速度环，或直接从设备接受需求，并形成误差信号，它是需要与平均反馈值之间的差值。误差信号被馈送到比例+积分调节器，它产生电流环的输出，即点火信号。

　　在调速器中,以两种不同的形式生成误差信号:

　　1、平均误差计算是需求与平均反馈值之间的差值,并被馈送到P+1算法的积分部分;

　　2、瞬时计算误差为需求与瞬时反馈值之间的差值.这一误差被馈送到P+1算法的比例部分,给出较高的瞬时性能,因为与平均值不同,不含有任何时间滞后.而平均值含有电源周期1/6的固有滞后.但平均值是转矩的真实量度;而转矩是电流控制的目的,而且在达到零稳态误差中,不受很小的时间滞后的影响。

　　点火信号转换为电源过零点的一段时间滞后(通过锁相环取得),并且生成点火发指令,在稳态下,每1/6电源周期向晶闸管组件发一次。

　　以下分开讨论电源控制器的一些特殊特点:

　　自适应电流控制

　　晶闸管6脉冲整流器的增益(整个触发角范围内的电压一时间区域),在电枢电流不连续处急剧下降。这是用自适应算法处理,是电流在不连续工作区域内以一步(触发)之差跟踪电流需求.

　　反电动势(BEMF)的估算

　　电机静止时,零电流的触发角是120度.在电机以不同的速度旋转时,零电流的触发角沿余弦轨迹移动。

　　如果要使电流环的带宽,在电流从主桥向副桥（反之亦然）反向过程中,保持在尽可能高水平,就必须尽可能紧密地跟踪这一轨迹.

　　在电流反向时,带宽损失有两种原因.

　　首先,整流器增益损耗,须以精确的方法补偿,这是自适应算法的目的.

　　其次, 上述算法也依赖下一个工作桥中触发角的精确初始值，以把“死区时间”(见下述的零电流时间间隔)和上 到所需电流要求的时间减少到最小程度。

　　.

　　要得到精确的触发初始值,必须知道工作反电动势。在调速器中,是通过硬件峰值电流监测器和相应的软件算法结合起来得到的。

　　桥转换延迟

　　桥转换“死区时间”,即零电流时间间隔,是可编程的,从1到1500(通过“保留专用菜单”)，系统预设值为1毫秒。

　　“死区时间”可是设定为1/6主电流周期的倍数,其数值为1到6,即最大值为6 3.33=20毫秒(50赫之下)。这与使用大功率换流器有关；在这种换流器中,留有较多的,使电流被吸收掉以便换向。还与电枢电感很大的电机也有关系。在这种电机中,零电流检测是较灵敏的,所以在桥转换延时中有一延时“保险系数”以利换向。

　　对于7到1500的数值,延时相当于7 1.33微秒到1500 1.33微秒=2毫秒(最大值)

　　手动调谐

　　注: 如果可能使用自动调谐的话,这个程几乎很少使用或被要求。

　　当自动调谐有两个限制时,可能需要执行一个手动调谐:

　　1、\t自动调谐要求励磁线圈关断,所以,当自动调谐永磁电动机或具有较高 磁的他激电机时,轴要求夹紧；

　　2、\t自动调谐的第一部分确定了不连续到连续的边界电平,也就是,平均值在电枢电流恰好变为连续处的。自动禁止励磁,慢慢地提高触发角,直到电流包络线的 率实质性改变,指示出连续的运行区域为止。

　　自动调谐的第二部分,在第一部分确定的连续的区域内,在电流要求中施加阶跃变化。当电流反馈在1到2步接近最终的设定值时,自动调谐功能中止，“励磁使能”返回到它的初始状态。然后保留P&I增益和不连续的边界电流值。如果边界电流值（第一部分）很高，也就是说大于150%，那么，自动调谐第二部分的阶跃变化，要在200%以上的范围内，这可能造成过电流跳闸。在这种情况下，可取的办法是，设定I增益为足够大的数值（典型为10），以便在整个不连续区域能快速响应；P增益设定较低的数值（典型为1，不重要，因在不连续区内没有有效电枢时间常数要补偿）；最后设定“不连续”为零，消除自适应方式。但同时必须使“丢失脉冲报警”禁止；负载电流在“不连续”水平以上时，会激发报警，而且，如仍处于启动状态，会造成误跳闸。为使报警禁止，须输入保留给Eurotherm公司人员的“特密口令”。其次，在“保留”的菜单中，它以“系统”分菜单的形式出现，称为“Health Inhibit”（正常禁止）的参数应设定为十六进制0×0002。

　　上述建议是假设在连续区内，即上例中150%以上，电流极限会阻止电机运行。如不是这样，例如电流极限设定在200%时，须进行“手动”调谐。

　　必须通过以下步骤，把“不连续”参数设定为正确值。使励磁禁止或使之断开，设定电流极限为零，并启动驱动装置。逐渐提高电流极限，同时从示波器上观察电流反馈波形（见以下诊断部分）。在脉冲之间没有零间隔，而又“一齐出现”

　　时，读起这一电流极限值（或电流需求），并设定“不连续参数为着一数值。如着一数值很高（在电流极限之上）。那么应设定为零，并遵照上述2中的建议。在这中情况下，调速器不执行自适应功能（在不连续区内），所以在电流环的响应中回发现性能受到损失。

　　随后

　　●\t向电流要求输入端（A3）施加矩形波，并使电流要求隔离端（C8）为NO；

　　●\t或向接受端（A6）“转换”输入两个电流极限值，拧以正常的速度环方式运转。

　　理想的方法是，是这一输入信号偏置在“不连续”水平之上，以使调速器在连续电流区运转。

　　然后可以增加I增益值，以便快速上升，但过冲不能超过10%，以后可增加P增益到极限阻尼响应，即实际上没有过冲。

　　电流环控制不正确设置，I时间 电流环控制不正确设置，P 增益太小

　　常数太短，提高了电流环I时间 —提高了电流环P增益。

　　常数。

　　电流环响应正确调整

　　调协要点

　　如I增益过高，响应就会欠阻尼，（过冲太大，而且长时间振荡才能稳定）。

　　如I增益太低，响应就会过阻尼（长时间指数上升）。

　　在I增益设定在最佳值时，如P增益太低，响应会过阻尼。同样，如P增益太高，

　　响应也会恢复到欠阻尼，趋向完全不稳定。

　　诊断

　　“实际”电枢电流诊断点，是校正板下第一个（左侧）检测点。在100%电流时，给出

　　1.1伏平均值。其极性也指示工作，即，对主桥（正电流要求）它为负；对副桥（负电流

　　要求）它为正。

　　速度环

　　速度环从外部回路(即位置环)接受需求,或直接从设备接受,并形成误差信号,这是需求如反馈的差值。误差信号被馈送到比例+积分补偿器，后者产生速度环输出，即电流需求信号。

　　积分增益在人机接口处被转换成时间常数（秒），能相对于某一负载时间常数，较明确规定补偿器的功能。

　　速度环与电流环同步

　　P+I算法的比例部分，在电流环的每次运行前便立即执行，因此保证有最小的时间滞后，并有最大的带宽。

　　模拟测速仪和编码器的组合反馈

　　在P+I的比例部分使用模拟测速反馈，在积分部分使用编码器反馈（用电流环类似的原理），因此调速器把最大的瞬间响应与数字反馈的高稳态精度结合起来。

　　电流需求率极限（di/dt）

　　访问“保留”菜单的di/dt极限，现在仅保留给Eutotherm公司人员。

　　这是施加在电流需求变化率上的极限，用于有整流限制和不能吸收快速转矩瞬态机械系统的电机，也用作对电流摆幅（0-200%）限制电流过冲的手段。系统预设值为35%（即最大允许变化是1/6电流周期中满载电流的35%），在0到100%范围内，实际上对电流响应没有实际影响。

　　励磁控制

　　设定

　　电流控制器P+I增益的设定，是用前述同样方法手动完成的，见第四章：“电流环-手动调谐”中所描述的。还有一种方便的方法，是从“中断”方式到“备用”方式来回转换几次，并观察在电流响应0-50%的变化中上升时间和过冲。削弱励磁增益的设定，是观察电枢电压反馈对过冲和稳定时间的变化而完成的。“电动势增益”参数，系统预设为0.30（有效增益为30），而且一般变化在0.20到0.70的范围内（较大的设定值一般要引起不稳定）。“电动势超前”参数应设定在励磁电流回路的时间常数附近。系统预设为2.00（200毫秒）。最后“电动势滞后”系统预设为40.00（400毫秒），一般应在“电动势超前”的10到50倍的范围内。

　　调谐削弱磁场回路，也取决于通过基速的的加速率，反之亦然，如电枢电压过冲，是快速加速率的问题，那么，建议使用“反馈超前/滞后”补偿限制过冲，见上边的讨论。如不是这一问题，那么建议使用上述反电动势反馈增益的系统预设值（即禁止）；这样，对较快的励磁响应，有可能在正向进一步提高传递函数增益（“电动势增益”和“电动势超前”）。

　　总之，在较高频率下提高衰减会引起增益增加，同时保持所需的相位余量，记住，补偿器的负角、降低角曲线，要保持所需的相位余量（45~60度），须降低相位余量频率。这是对数值曲线分贝线的频率。因为相位余量频率具有表示系统响应速度的特征，所以应该降低到最小值。把T1设定在大于100毫秒的地方，使角频率1/T1保持在尽可能低的数值，便能达到上述目的。T1的上限收稳定时间要求的支配。

　　电流控制

　　励磁电流回路可直接接受来自设备和外部削弱磁场回路的要求，并形成误差信

　　号，这是给定与反馈的差值。误差信号被馈送至P+I补偿器，后者产生励磁回路输出，即励磁触发角信号。

　　触发角信号被转换成距电源过零点的时间延迟（通过用于电枢的同一个锁相环取得），并生成触发指令，在稳态每1/2电源周期向励磁桥发送一个指令。

　　电压控制

　　这铭牌上不指定励磁电流定额的电机，提供一种开环电压控制功能。励磁电压使按规定的“输出输入比率”控制，系统预设为90%。这是在单相整流电路中，对指定的交流均方根输入能获得的最大直流电压，即415伏交流电源为直流370伏。这一指定的比率，直接确定控制器工作的触发角，所以 不补偿励磁电阻的热效应，和电源电压变化。还有一点要值得注意的，用这种方式，励磁过电流报警是无效的（因无电流换算），所以这种方式不推广用于比励磁电压额定值大得太多的电源。

　　弱磁控制

　　弱磁回路接受“MAX VOLTS”（最大电压）（系统预设为100%）作为需求，所形成的误差信号为给定电压与反馈电压之差，误差信号馈入超前/滞后补偿器产生弱磁回路输出，即，从励磁设定点（系统预设为100%渐趋以产生利息需求的励磁电流回路，电枢反馈电压，便得出对励磁电流回路的励磁要求。“min fld current”（最小励磁电流）参数（系统预设为10%），限制削弱磁场范围内的最小电平。

　　超前/滞后补偿器有一直流增益（“电动势增益”=kp）、一超前时间常数（“电动势超前”=T1）和一滞后时间常数（“电动势滞后”=T2）。

　　注：当以电枢电压反馈运行时削弱磁场是不可能的。尽管在此情况下，削弱磁场能被允许，但是一个软件联锁把励磁需求钳制在100%，不允许削弱磁场去减小它。

　　超前/滞后

　　超前/滞后{传输函数=KP×(1+ST1)/(1+ST2)}与P+I{传输函数=KP×(1+ST)/ST}相比,有一小小缺点,即直流增益不是“无限”的,所以有一“限定”稳态误差。对于“电动势增益”值＞0.20（实际值为20）的范围，这一误差保持在十分小的程度。

　　超前/滞后的优点是，它允许在较高的频率有较大的衰减。高频增益为KpT1/T2，所以，保持较高的T2/T1比率（一般为10以上），对1/T1之上的频率，对数值按20log（T2/T1）降低。

　　为了把过冲电压减小到最小程度，在电枢电压反馈回路中增加了一个附加的反馈超前/滞后补偿器。在通过基速快速加速，从而以较快的速率增加反电动势时，这一补偿器特别有用：因为在这种情况下，由于励磁时间常数一般取得较大，励磁电流不可能减弱。“bemf fbk lead”/“bemf fbk lag”（“反向电动势反馈超前”/“反向电动势反馈滞后”）的比率，总应大于1，以便能超前作用，使励磁提前开始减弱，但我们不提倡把这一比率提高到比2~3倍大得太多，否则就会产生不稳定。上述参数以毫秒为单位的绝对设定值，取决于总的励磁时间常数。系统预设为1（100毫秒/100毫秒），这意味着这一功能被禁止。