给定积分器

§6-5 转速开环、恒压频比控制的变频调速系统变频调速系统也可分为转速开环和转速闭环两大类。在不要求动态特性或电机经常处于恒速运行的传动系统中，可以采用转速开环方案，其结构简单，成本比较低，例如风机、水泵等的节能调速就经常采用这一方案。此外，在由一台变频器向多台电机供电的传动系统中，不可能使用测速反馈，也只能采用转速开环方案。但是如果稳态精度要求较高，并有快速加、减速的要求时，转速开环方案不能满足要求，必须采用转速闭环方案。

一、电压源逆变器供电的转速开环系统

电压源逆变器供电的转速开环变频调速系统，在基频以下一般采用带低频电压补偿的恒压频比运行方式，因为在这种运行方式下电压和频率的关系非常简单，使控制系统得以简化。

恒压频比控制、转速开环变频调速系统的基本结构如下图所示，图中UR 是可控整流器，用电压控制环节控制它的输出电压；USI （Voltage Source Inverter）是电压源逆变器，用频率控制环节控制它输出频率。电压和频率控制采用同一个控制信号，以保证二者的协调。系统中各

环节的功能说明如下。

1．给定积分器GI

给定积分器作用是当转速给定信号发生阶跃变化时，防止逆变器的频率和电压也发生阶跃变化，否则，由于电动机的转速不能快速跟上频率和电压的变化，必然使其运行于大转差下，引起很大的电流冲击。经过GI 后，阶跃的转速给定信号变为按规定斜率上升的斜坡信号，使逆变器的输出频率和电压都能平缓上升，从而可限制冲击电流。

由模拟电子电路组成的给定积分器原理如图所示，它是由三个运算放大器A 1、A 2、A 3组成。A 1

为高放大倍数的比较器（在此做极性鉴别器），可使其输出电压只取与相反

的极性，不管

大小如何，都是饱和值。A 2

是反相器，使其输出电压极性与给定极性相同。A 3为积分器，经RC 积分使输出电压成为斜坡信号，积分的变化率用电位器RP 来调节。三个运算放大器通过电阻R 0构成一个负反馈闭环，以决定积分的终止时刻。

只要

的绝对值小于，则A 1

输出始终饱和，负反馈对它没有影响，

直到时，

很快下降到零，积分终止，保持恒值。

图中标出了给定电压

为正时各级运放的输出极性。这时，突加

和突减后各处电压的波形示于图6-32 。积分器的积分时间可从其虚地点的电流平衡方程式推导出来。

式中

积分时间常数。调节和都能改变的斜率，从而改变调速系统的加（减）速度，一般系统要求积分时间在5~50s之间可调。

给定积分器的输出的波形实际上代表了调速系统转速的起动、运行和制动波形，因此给定积分器又称软起动器，它是任何转速开环的调速系统可靠工作所不可缺少的控制部件。