因此，电动机的动态结构图如图4-2所示。
图4-2 电动机的动态结构图
4.3电流环的设计
4.3.1电流调节器的工作原理
电流调节器有两个输入信号。一个是转速调节器输出反映偏差大小的主控信号UGi，一个是由交流互感器测出的反映主回路电流反馈信号UFi，当突加速度给定一个很大的输入值，其输出整定在最大饱和值上，与此同时电枢电流为最大值，从而电动机在加速过程中始终保持在最大转距和最大加速度，使起、制动过程时间最短。
如果电网电压发生突变（如降低）时，整流器输出电压也会随之变化（降低），引起主回路电流变化（减小），由于快速性好，不经过电动机机械环节的电流反馈环的作用，立即使调节器的输出变化（增大），则?也变化（变小），最后使整流器输出电压又恢复（增加）至原来的数值，这就抑制了主回路电流的变化。也就是说，在电网电压变化时，在电动机转速变化之前，电流的变化首先被抑制了。
同样，如果机械负载或电枢电流突然发生很大的变化，由于采用了频率响应较好的快速电流负反馈，当整流器电流侧发生类似短路的严重故障时，电流负反馈也及时的把电流故障反馈到电流控制回路中去，以便迅速减小输出电压，从而保护晶闸管和电流电动机不致因电流过大而损坏。
电流调节器ACR的作用： (1) 对电网电压波动起抗干扰作用 (2) 启动时保证获得容许的最大电流IDm
(3) 在转速调节过程中，使电枢电流跟随给定电压变化
(4) 当电机过载甚至堵转时，可以限制电枢电流的最大值，从而起到快速的过流安全保
护，如故障消失，系统能自动恢复工作。
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4.3.2电流环结构图的简化
电流环结构图如图4-3所示。
图4-3 电流环的动态结构图
由于突加给定阶跃后，速度调节器输出马上达到饱和限幅值，电流环投入工作使电机电枢电流很快上升，相对电流来说，速度变化很缓慢。因此，可以认为反电势对电产生的影响很小，令△E=0，则图4-4通过结构图变换，简化为图4. 4
图4-4 电流环动态结构图的化简一
最后，Ts和Toi都比Td小得多，可以当作小惯性环节处理，看成一个惯性环节，取
则电流环结构图最终简化成图4-5.
T??Ts＋Toi
图4-5 电流环动态结构图的化简二
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4.3.3参数的确定
（1）三相桥式电路的平均失控时间Ts
一般三相桥式电路晶闸管最大失控时间在0～0.0033s之间随机分布，取其平均值，即
Ts＝0.0017s
（2）电流滤波时间常数Toi
三相桥式电路的每个波头的时间是3.33ms，为了基本滤平波头，应有
（1～2）Toi＝3.33ms
即 Toi＝0.002s
（3）电流环小时间常数Tεi 按小时间常数近似处理，取
T?i?Ts＋Toi＝0.0017s+0.002s=0.0037s
（4）晶闸管装置放大系数Ks
令本系统电流调节器最大输出电压UKm＝2.54V，晶闸管最大输出整流电压为UDO=245.34V，则
Ks＝
（5）电流反馈系数β 令其限幅值为5V，则
β＝5V/1.5Id＝
51.5?6.58UUDOKm＝
245.342.54＝96.59
＝0.51V/A
4.3.4电流调节器结构的选择及参数计算
（1）结构的选择
电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过容许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。可电流环还有另一个对电网电压波动及时调节的作用，因此还要提高其抗扰性能。
为了使本系统电流环超调小，有好的动态性能，我们采用典型?型来设计电流调节器。电流调节器选用PI型。
令电流调节器的传递函数为
WACR(s)?Ki?is?1?is
（2）参数的计算 Ⅰ.ACR超前时间常数i
为了让调节器零点对消除控制对象的大时间常数极点，选择
?i＝Td＝0.011s
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?
Ⅱ.电流环的比例系数Ki
设计时要求超调量要小，我们假设δi≤5％，则
KIT?i=0.5
因此，电流环的开环增益为
KI?0.5T?i?0.50.0037?135.1ls
于是ACR的比例系数为
Ki?KI?iR??Ks?135.1?0.011?8.760.51?96.59?0.264
（3）检验近似条件
电流环截止频率ωci＝KI=135.1l/s Ⅰ 晶闸管装置传递函数近似条件：ωci≤
现在，
13Ts?13?0.0017s13Ts
?196.11/s??ci，满足近似条件。
1TmTdωci≥3Ⅱ 忽略反电动势对电流环影响的条件：
现在， 31TmTd?3?110.096?0.011s?92.31/s??ci,满足近似条件。
Ⅲ 小时间常数近似处理条件： ?ci?现在， 131TsToi?13?131TsToi 1?180.81/s??ci,满足近似条件。
10.0017?0.002s （4）计算调节器电阻和电容
含给定滤波和反馈滤波的PI型电流调节器原理图如图4-6所示。
图4-6含给定滤波及反馈滤波的PI型电流调节器
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