【电力拖动自动控制系统 运动控制系统】c5.pptx

第 2 篇;内容提要;概 述; 直到20世纪60~70年代，随着电力电子技术的发展，使得采用电力电子变换器的交流拖动系统得以实现，特别是大规模集成电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统便应运而生，一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终于被打破了。; 这时，直流电机具有电刷和换相器因而必须经常检查维修、换向火花使直流电机的应用环境受到限制、以及换向能力限制了直流电机的容量和速度等缺点日益突出起来，用交流可调拖动取代直流可调拖动的呼声越来越强烈，交流拖动控制系统已经成为当前电力拖动控制的主要发展方向。; 交流拖动控制系统的应用领域;1. 一般性能的节能调速;一般性能的节能调速（续）;2. 高性能的交流调速系统和伺服系统; 20世纪70年代初发明了矢量控制技术，或称磁场定向控制技术，通过坐标变换，把交流电机的定子电流分解成转矩分量和励磁分量，用来分别控制电机的转矩和磁通，就可以获得和直流电机相仿的高动态性能，从而使交流电机的调速技术取得了突破性的进展。;高性能的交流调速系统和伺服系统（续）;3. 特大容量、极高转速的交流调速; 交流调速系统的主要类型;按电动机的调速方法分类; 在研究开发阶段，人们从多方面探索调速的途径，因而种类繁多是很自然的。现在交流调速的发展已经比较成熟，为了深入掌握其基本原理，就不能满足于这种表面上的罗列，而要进一步探讨其本质，认识交流调速的基本规律。;; 即 Pm = Pmech + Ps Ps = sPm Pmech = (1 – s) Pm 从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。;1. 转差功率消耗型调速系统;2.转差功率馈送型调速系统;3. 转差功率不变型调速系统; 同步电机的调速; 自控变频调速利用转子磁极位置的检测信号来控制变压变频装置换相，类似于直流电机中电刷和换向器的作用，因此有时又称作无换向器电机调速，或无刷直流电机调速。 开关磁阻电机是一种特殊形式的同步电机，有其独特的比较简单的调速方法，在小容量交流电机调速系统中很有发展前途。;第 5 章;本章提要;5.1 异步电动机变压调速电路; 过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器，自从电力电子技术兴起以后，这类比较笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。 目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。;;△形接法; 交流变压调速系统可控电源; 控制方式;电路结构：采用晶闸管反并联供电方式，实现异步电动机可逆和制动。; 反向运行方式 图5-2所示为采用晶闸管反并联的异步电动机可逆和制动电路，其中，晶闸管 1~6控制电动机正转运行，反转时，可由晶闸管 1，4 和 7~10 提供逆相序电源，同时也可用于反接制动。;制动运行方式 当需要能耗制动时，可以根据制动电路的要求选择某几个晶闸管不对称地工作，例如让 1，2，6 三个器件导通，其余均关断，就可使定子绕组中流过半波直流电流，对旋转着的电动机转子产生制动作用。必要时，还可以在制动电路中串入电阻以限制制动电流。;5.2 异步电动机改变电压时的机械特性; 异步电动机等效电路; 参数定义;电流公式; 在一般情况下，Lm??Ll1，则，C1 ? 1 这相当于将上述假定条件的第③条改为忽略铁损和励磁电流。这样，电流公式可简化成 (5-2); 转矩公式; 式（5 - 3）就是异步电机的机械特性方程式。它表明，当转速或转差率一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比。 这样，不同电压下的机械特性便如图5-4所示，图中，UsN表示额定定子电压。; 异步电动机机械特性;最大转矩公式; 由图5-4可见，带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超过 0 ~ sm ，调速范围有限。如果带风机类负载运行，则工作点为D、E、F，调速范围可以大一些。; 为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能在较低转速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高的电阻值，这样的电机在变电压时的机械特性绘