带电流截止负反馈的直流调速
系统设计与仿真
组员：吴桂全
杨博文
张坤
张浩
设计背景
1.问题提出
在转速反馈控制直流调速系统上突然给定电压时，由于惯性的作
用，转速不可能立即建立起来，反馈电压为零，此时电枢电压立
即达到他的最大值，这会造成电机过电流，这是不允许的。
2.问题的解决
为了解决电流过大的问题就必须在系统中建立自动限制电枢电流
环节。引入电流负反馈，可以使电流不会超过允许值。这种作用
只应在启动或堵转时存在，电机正常运行时应该取消。这样的当
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。
电流截止负反馈环节工作原理
图1中电流反馈信号取自串入电枢回路中的电阻Rs,IdRs正比于电流。设Idcr为临
界的截止电流，当电流大于Idcr时将电流负反馈信号加到放大器的输入端，当电
流小于Idcr时将电流反馈切断。为了实现这一作用，须引入比较电压Ucom。图3
中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。在IdRs与Ucom之间串接一个二极管ＶＤ，当IdRs>Ucom时，二极管导通，
电流负反馈信号Ui即可加到放大器上去；当IdRs=<Ucom时，二极管截止，Ui即
消失。显然，在这一线路中，截止电流Idcr=Ucom/Rs。图2中利用VS的击穿电压
Ubr作为比较电压，线路简单但不能平滑调节截止电流。
图1 利用独立电源作比较电压 图2 利用稳压管作比较电压
带电流截止负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图和静特性
电流截止负反馈环节的输入输出特性如图3所示，它表明：当输入信号为（IdRs-
Ucom）正值时，输出和输入相等；当为负值时，输出为零。这是一个非线性环
节（两（IdRs-Ucom）段线性环节），将它画在方框中，再和系统的其它部分联
接起来，即得带电流截截止负反馈的闭环调速系统稳态结构图4所示，图中Ui表
示电流负反馈信号电压，Un表示转速负反馈信号电压。
图3 电流截止负反馈环节输入-输出特性
图4 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构图
