图4 带电流截止负反馈的闭环调速系统稳态结构图
2双闭环直流调速系统
双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流Idcr值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图5-a所示。当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。
在实际工作中,我们希望在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这样的理想起动过程波形如图5-b所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流（转矩）受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。
带电流截止负反馈的单闭环调速系统的启动过程 理想快速启动过程 图5 调速系统启动过程的电流和转速波形
实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程，按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再靠电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，如图2-2所示，即把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫做内环；转速环在外面，叫做外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。
该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度，使系统在稳态运行时得到无静差调速，又能提高系统的稳定性；作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主，采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。
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图6 三 主电路设计
1 主电路和控制系统确定
主电路选用V-M系统，采用三相桥式全控整流电路，并增加抑制电流脉动的措施，为此设置平波电抗器，总电感量的计算公式为
L=0.693U2/Idmin,一般取Idmin为电动机额定电压的5%-10%。触发电路采用三相集成触发器。
图7 晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）
图8 双闭环直流调速系统电路原理图
2 确定整流装置的放大倍数
1) 为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降为：
错误！未找到引用源。 2）闭环系统应有的开环放大系数： 电动机的电动势系数： 错误！未找到引用源。 则开环系统额定速降为： 错误！未找到引用源。 则闭环系统的开环放大系数应为： 错误！未找到引用源。
3）计算转速负反馈环节的反馈系数和参数
在转速反馈系数α包含测速发电机的电动势系数Cetg和其输出电位器RP2的分压系数α2，即α=α2Cetg
根据测速发电机的额定数据有： 错误！未找到引用源。
试取α2=0.15，如测速发电机与主电动机直接连接，则在电动机最高转速970r/min时，转速反馈电压为
错误！未找到引用源。
稳态时错误！未找到引用源。很小，错误！未找到引用源。只要略大于错误！未找到引用源。即可，现有直流稳压电源为错误！未找到引用源。15V，完全能够满足给定电压的需要。因此，取错误！未找到引用源。=0.15是正确的。
于是，转速负反馈系数的计算结果为： 错误！未找到引用源。
电位器RP2的选择方法如下：为了使测速发电机的电枢电压降对转速检测信号的线性度没有显著影响，取测速发电机输出最高电压时，其电流约为额定值的20%，则
错误！未找到引用源。 此时RP2所消耗的功率为：
错误！未找到引用源。
为了不致使电位器温度很高，实选电位器的瓦数应为所消耗功率的一倍以上，故可将RP2选为10w，2kΩ的可调电位器。
4）计算运算放大器的放大系数和参数
根据调速指标要求，前已求出闭环系数应为K错误！未找到引用源。165.6，则运算放大器的放大系数Kp应为
运算放大器的参数计算如下：
根据所用运算放大器的型号，取错误！未找到引用源。，则 错误！未找到引用源。
晶闸管触发整流装置：三相桥式可控整流电路，整流变压器Y/Y联结，二次线电压错误！未找到引用源。，电压放大系数错误！未找到引用源。。 1、 电流调节器的设计
1）
确定时间常数
A、 整流装置滞后时间常数错误！未找到引用源。，三相桥式电路的平均失控
时间错误！未找到引用源。=0.0017s。
B、 机电时间常数错误！未找到引用源。，电磁时间常数错误！未找到引用源。。 C、 电流滤波时间常数错误！未找到引用源。。三相桥式电路每个波头的时间
是3.3ms，为了基本滤平波头，应有错误！未找到引用源。，因此取错误！未找到引用源。=2ms=0.002s。
D、 电流环小时间常数之和错误！未找到引用源。。按小时间常数近似处理，
取错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=0.0037s。
2）
选择电流调节器结构
，取Kp为65
根据设计要求电流超调量错误！未找到引用源。，并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可以用PI型电流调节器，其传递函数为
错误！未找到引用源。
检查对电源电压的抗扰性能：错误！未找到引用源。，参照典型I型系统动态抗扰
性能，各项指标都是可以接受的。