运动控制系统四新版.pptVIP

第 2 篇;绪 论; 在20世纪上半叶，高性能可调速拖动都采用直流传动。 直流电机具有电刷和换相器，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，换向能力限制了直流电机的容量和速度。; 到20世纪60~70年代，电力电子技术、大规模集成电路和计算机控制的发展，高性能交流调速系统便应运而生。 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;风机交流调速节能环保;;汽车空调器;;;水泵交流调速控制;水压自动调节;;2. 高性能的交流调速系统和伺服系统;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;;转差功率;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;基于稳态模型的异步电动机调速系统; 概 述;5.1 异步电动机变压变频调速基本原理; 交流变压调速;;△形接法; 控制方式;;采用晶闸管反并联供电方式，实现异步电动机可逆和制动。;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; 转矩公式;最大转矩公式;异步电动机机械特性; 异步电动机机械特性;稳定工作点;交流力矩电机; 交流力矩电机的机械特性;闭环控制的变压调速系统;1. 系统组成;2. 系统静特性;系统静特性; 变压调速系统的特点;闭环变压调速系统的特点;3. 系统静态结构框图;静态结构框图;稳态值;4.1.2 变压变频调速的基本原理 ; 定子每相电动势;磁通控制;1. 基频以下调速 ; 恒压频比的控制方式;低频定子压降补偿;;2. 基频以上调速 ;;调速方式;3. 异步电动机电压－频率协调控制;恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性; 特性分析; 特性分析（续）;;4.1.3 基频以下电流补偿控制;;1. 恒压频比控制（ Us /?1 ） ;转速降落;机械特性;机械特性;最大转矩 Temax;;2. 恒 Eg /?1 控制 ; 特性分析; 特性分析（续）;特性分析（续）;特性分析（续）; 性能比较;性能比较（续）;性能比较（续）;;3. 恒 Er /?1 控制 ;恒 Er /?1 控制;;恒 Er /?1 控制;转子全磁通幅值 ?rm 恒值控制;4．几种协调控制方式的比较 ;几种协调控制方式的比较;基频以上恒压变频时的机械特性;性能分析;;弱磁恒功率调速;4.2 交流PWM变频技术;分类;;间接式变压变频器;;交-直-交PWM变压变频器优点;交-直-交PWM变压变频器优点;大容量的交-直-交变压变频器;2. 交-交变压变频器 ;;交-交变压变频器的基本电路结构;交-交变压变频器的控制方式;频率控制;输出电压波形控制;输出电压波形; ?角按正弦规律变化，半周中的平均输出电压即为图中虚线所示的正弦波。对反向组负半周的控制也是这样。 ;;交-交变频器的缺点;4.2.2 正弦波脉宽调制(SPWM)技术;;1. PWM调制原理;2. SPWM控制方式; 单相桥式PWM逆变电路 ;三相桥式PWM逆变器主电路;;;3. PWM控制电路; 模拟电子电路; 数字控制电路;;;4. SPWM调制方法;因此可得 三角波一周期内，脉冲两边间隙宽度; PWM调制方法;（1）异步调制;当 fr 较低时，N 较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小； 当 fr 增高时，N 减小，一周期内的脉冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就变大。 ;（2）同步调制;为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数； fr 很低时，fc 也很低，由调制带来的谐波不易滤除； fr 很高时，fc 会过高，使开关器件难以承受。;同步调制三相PWM波形 ;（3）分段同步调制;;（4）混合调制;5. PWM逆变器主电路及输出波形;; 上图为三相PWM波形，其中 ura 、urb 、urc为A，B，C三相的正弦调制波， uc为双极性三角载波； uAO’ 、uBO’ 、uCO’ 为A，B，C三相输出与电源中性点N’之间的相电压矩形波形； uAB为输出线电压矩形波形，其脉冲幅值为+Ud和- Ud ； uAB为三相输出与电机中点N之间的相电压。;4.2.3 电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制 技术;1. 滞环比较方式电流跟踪控制原理;图4-13 电流滞环跟踪控制的A相原理图;如果， ia < i*a ， 且i*a - ia ≥ h，滞环控制器 HBC输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件VT1导通，变压变频器输出正电压，使增大。当增长到与相等时，虽然，但HBC仍保持正电平输出，保持导通，使