电机拖动基础下知识点.pptx
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1、9.直流直流PWM调速系统的优点调速系统的优点:(1)主电路简单,需要的电力电子器件少(2)开关频率高,电流容易连续,谐波少,电动机的损耗和发热都较小(3)低速性能好,稳速精度高,调速范围宽(4)若与快速响应的电动机配合,则系统的频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强(5)电力电子开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置频率高(6)直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高10.泵升电压是怎样产生的?泵升电压是怎样产生的?当电动机工作在回路制动状态时,将动能变成电能回馈给直流电源,但由于二极管整流器的单项导电性,电能不可能通过整流装置送回交流电网,只能
2、向滤波电容充电,造成直流侧电压的升高。泵升电压对系统有何影响?如何抑制?泵升电压对系统有何影响?如何抑制?泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿,应合理选择滤波电容的容量,或采用PWM可控整流限制电路11.对于调速系统转速控制的要求有三个方面:对于调速系统转速控制的要求有三个方面:调速,稳速,加、减速12.稳态性能指标稳态性能指标:调速范围、静差率 动态性能指标动态性能指标:抗扰性、跟随性16.反馈控制的基本规律反馈控制的基本规律:(1)比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的调速系统(2)反馈控制的作用:抵抗扰动,服从给定(3)系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度14.调速系统和静差率的关系
3、?为什么同时提才有意义?调速系统和静差率的关系?为什么同时提才有意义?(1)D=nNS/(2)因为一个调速系统的调速范围是指在最低速时还能满足静差率的转速的可调范围。15.开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系:(1)闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多(2)闭环系统静差率比开环系统小得多(3)如果所要求的静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围总结总结:比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定静差率的要求下,能够提高调速范围,为此,需要设置电压放大器和转速监测装置。17.(1)积分控制系统积分控
4、制系统可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速(2)比例调节器比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状;而积分调节器积分调节器则包含了输入偏差量的全部历史18.比例积分控制规律比例积分控制规律:(1)比例部分能迅速响应控制作用(2)积分部分则最终消除稳态偏差19.0型系统型系统对于阶跃给定输入稳态有差,称做有静差调速系统;1型系统型系统对于阶跃给定输入稳态误差,称做无静差调速系统20.由扰动引起的稳态误差取决于误差点和扰动加入点之间的传递函数,对于比例控制的调速系统,该传递函数无积分环节,故存在扰动引起的稳态误差,称做有静差调有静差调速系统速系统:对于积分控制或比例积分控制的调速
5、系统,该传递函数有积分环节,所以由阶跃波动引起的稳态误差为零,称做无静差调速系统无静差调速系统。21.微机数字控制系统的两个特点:微机数字控制系统的两个特点:(1)信号的离散化;(2)信号的数字化23 什么是电流截止负反馈?什么是电流截止负反馈?为了解决转速负反馈闭环调速系统起动和堵转时电流过大的问题,系统中必须有自动限制电枢电流的环节。引入电流负反馈,可以使它不超过允许值。但这种只应在起动和堵转是存在,在正常的稳速运行是又得消失,让电流随着负载的增减二变化,这样的当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈叫做电流截止负反馈。24.设计截止电流负反馈环节参数的依据设计截止电流负反馈环节参数的依据堵
6、转电流Idbl 应小于电动机允许的最大电流(1.52)IN;截止电流Idcr应大于电动机的额定电流,取取Idcr=(1.11.2)IN26 Lm限幅的作用限幅的作用转速调节器转速调节器ASR的输出限幅电压Uim*决定了电流给定的最大值;电流调节器电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm27双闭环直流调速系统的起动过程的特点双闭环直流调速系统的起动过程的特点 饱和非线性控制 转速超调准时间最优控制 为什么转速必然有超调?为什么转速必然有超调?因为出现超调后,速度调节器退出饱和,系统进入转速的无静差调节29 双极式控制的桥式可逆双极式控制的桥式可逆PWM变换器的
7、有点变换器的有点电流一定连续 可使电动机四象限运行 电动机停止时,有微振电流,能消除静摩擦死区 低速平稳性好,系统的调速范围大 低速时,每个开关器件的驱动脉冲都不变宽,有利于保证器件的可靠导通 不足之处不足之处:工作过程中,四个开关器件可能都处于开关状态,开关损耗大,而且在切换时可能发生上、下直通的事故28 转速调节器的作用转速调节器的作用转速调节器作为调速系统的主导调节器,它使转速n很快的跟随给定电压Un*变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差对负载变化起抗扰作用其输出限幅值决定电动机允许的最大电流 电流调节器的作用电流调节器的作用作为内环的调节器,在转速外环的调节过
8、程中,它的作用是使电流紧紧地跟随给定电压Ui*变化对电网电压的波动起及时抗扰作用在转速动态过程中,保证获得电动机允许的最大电流,从而加快动态过程当电动机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用,一旦故障消失,系统立即自动回复正常30 V-M可逆直流调速系统中环流的产生可逆直流调速系统中环流的产生:采用两组晶闸管整流装置反并联的可逆V-M系统解决了电动机正反转运行和回馈制动问题,但是两组装置共同工作时便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管流通的短路电流,叫做环流环流的危害环流的危害:环流不仅对系统无益,而且会加重晶闸管和变压器的负担,消耗功率,环流过大时会导致晶闸管损坏。直流平均
9、环流:直流平均环流:如果让正组VF和反组VR都处于整流状态,两组的直流平均电压正负相连,产生较大的直流平均环流用=配合控制消除直流平均环流:在环流回路中串如环流电抗器来抑制脉动环流脉动环流31 从转差功率角度出发,可以把异步电动机的调速系统分三类从转差功率角度出发,可以把异步电动机的调速系统分三类:转差功率消耗型调速系统转差功率馈送型调速系统转差功率不变型调速系统32 异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制?在整个调速范围内,保持恒定电异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制?在整个调速范围内,保持恒定电压是否可行?为何在基频一下时,采用恒压频比控制,而在基频以上时保持电压恒压是否可行?为何
10、在基频一下时,采用恒压频比控制,而在基频以上时保持电压恒定定因为定子电压频率变化时,将导致气隙磁通变化,影响电动机运行不可行。在整个调速范围内,若保持电压恒定,在基频以下时,气隙磁通将增加,由于磁路饱和,励磁电流将过大,电动机将遭到破环,而在基频以上,可保持Us=UsN.。在基频以下时,若保持电压不变,则气隙磁通增加,由于磁路饱和,将使励磁电流过大,破坏电动机,故应保持气隙磁通不变,即保持压频比不变,即采用恒压频的控制,电压不能随之升高,最多只能保持额定电压Usn不变,这将使异步电动机工作在弱磁状态,故应保持电压恒定。334种基频以下的电压补偿控制种基频以下的电压补偿控制恒定子磁通ms控制恒气
11、隙磁通m控制恒转子磁通mr控制恒压频比控制 各种调速方法的比较:各种调速方法的比较:恒压频比控制最容易实现,它的机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,低速时可以适当提高定子电压,以近似补偿定子阻抗压降恒定子磁通ms、恒气隙磁通m恒转子磁通mr的控制方式均需要定子电压补偿,控制要复杂一些,恒定子磁通ms和恒气隙磁通m的控制方式虽然改善了低速性能,但机械特性还是非线性的,仍然受到临街转矩的限制,恒转子磁通mr的控制方式可以获得和直流他励电动机一样的机械特性,性能最佳34转差频率控制的基本思想转差频率控制的基本思想:在保持气隙磁通m不变的前提下,可以通过转差角频率s来控制转矩 转差频率控制的规律转差
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