同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)(電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第4版阮毅、陳伯時(shí))(存儲(chǔ)版)
【正文】 直流勵(lì)磁與電樞反應(yīng)合成起來(lái)產(chǎn)生氣隙磁鏈 。 ?定子電流空間矢量與 A軸的夾角 ?? dtr ??r g s? ? ? ?? ? ?隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?定子電流空間矢量與 A軸夾角的期望值 ?若使功率因數(shù)等于 1 *** * ***s t s tr g s rf m s miia r c tg a r c tgii? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?** * ** 2str g s rfmia r c t gi?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?由定子電流空間矢量的期望值和相位角的期望值 ， 可以求出三相定子電流給定值 * * ** * ** * *c os2c os ( )32c os ( )3AsBsCsiiiiii??????????隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) 圖 822 同步電動(dòng)機(jī)矢量運(yùn)算器 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) 圖 823 可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)基于電流模型的矢量控制系統(tǒng) 隙磁鏈定向矢量控制系統(tǒng) ?同步電動(dòng)機(jī)常常是凸極的 ， 其直軸和交軸磁路不同 ， 因而電感值也不一樣 。 fI ? 常 數(shù) 0?dtdI ffL虛擬勵(lì)磁繞組等效電感 量控制系統(tǒng) ?永磁同步電動(dòng)機(jī)定子電壓 ?考慮凸極效應(yīng)時(shí) ， 磁鏈方程 sdsqsqssqsqsdsdssddtdiRudtdiRu????????????ffsdmdfsqsqsqfmdsdsdsdILiLiLILiL????????量控制系統(tǒng) ?轉(zhuǎn)矩方程 ?將磁鏈方程代入電壓方程 ()[ ( ) ]e p s d s q s q s dp m d f s q s d s q s d s qT n i in L I i L L i i????? ? ?0 00s d s d s d s ds s qfs q s q s q s qs d s m du i L iRL dIu i L iL R Ldt????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?量控制系統(tǒng) ?永磁同步電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)方程為 ?與電勵(lì)磁的隱極式同步電動(dòng)機(jī)相比較 ， 隱極式永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型階次低 ， 非線性強(qiáng)耦合程度有所減弱 。 1s t s s tsu R i???? 可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) ?勵(lì)磁電流 ?勵(lì)磁電流給定 2 2 2 2f f m f t f m s tI i i i i? ? ? ?*** * 2 * 2 2 2*( ) ( )sm ef fm ftm p smTI i iLn??? ? ? ? 可控勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 圖 829 可控勵(lì)磁隱極式同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng) ?永磁同步電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)方程 sqsqfsqmdsqsqssdsqsdsqsdsdsqsdsqsdsdssdLpsqsdsqsdsqfmdpLepuLILLiLRiLLdtdiuLiLLiLRdtdiTJniiLLiILJnTTJndtd11])([)(2???????????????????控制系統(tǒng) ?轉(zhuǎn)矩方程 ()[ ( ) ]e p s d s q s q s dp m d f s q s d s q s d s qT n i in L I i L L i i????? ? ?控制系統(tǒng) 圖 830 永磁同步電動(dòng)機(jī)空間矢量圖 控制系統(tǒng) 圖 831 永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 。 量控制系統(tǒng) 圖 824 永磁同步電動(dòng)機(jī)物理模型 量控制系統(tǒng) ?假想轉(zhuǎn)子由一般導(dǎo)磁材料構(gòu)成，帶有一個(gè)虛擬的勵(lì)磁繞組，通以虛擬的勵(lì)磁電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)與永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相等。 ?定子電流的勵(lì)磁分量可以從同步電動(dòng)機(jī)期望的功率因數(shù)值求出 。 ?為了達(dá)到良好的控制效果 ， 往往采用電流閉環(huán)控制的方式 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)象的近似解耦 。 ?沿勵(lì)磁磁極的軸線為 d軸 ， 與 d軸正交的是 q軸 ， dq坐標(biāo)系固定在轉(zhuǎn)子上 ， 與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn) 。 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) 圖 811 梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)波形與近似的電流波形圖 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) 圖 812 梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的等效電路及逆變器主電路原理圖 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) 圖 813 PWM逆變器輸出電壓 圖 814 梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng) ? PWM逆變器輸出電壓為調(diào)制方波序列 ，換相的順序與三相橋式晶閘管可控整流電路相同 ， 并按直流 PWM的方法對(duì)方波進(jìn)行調(diào)制 ， 同時(shí)完成變壓變頻功能 。 ?在自控變頻同步電動(dòng)機(jī)中采用的電力電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器就相當(dāng)于電子式換向器 ， 用靜止的電力電子電路代替了容易產(chǎn)生火花的旋轉(zhuǎn)接觸式換向器 ， 用電子換向取代機(jī)械換向 。 ?需要一套直流調(diào)壓裝置 ， 為逆變器提供可調(diào)的直流電源 。 ?各臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不能太大，否則會(huì)造成負(fù)載大的同步電動(dòng)機(jī)失步，進(jìn)而使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)崩潰。 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 ?同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速 ?同步電動(dòng)機(jī)有確定的極對(duì)數(shù) ?同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速只能是改變電源頻率的變頻調(diào)速 。 永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ?采用了永磁材料磁極，磁能積高，體積小、重量輕； ?轉(zhuǎn)子沒(méi)有銅損和鐵損，沒(méi)有滑環(huán)和電刷的摩擦損耗，運(yùn)行效率高； ?轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，允許脈沖轉(zhuǎn)矩大，可獲得較高的加速度，動(dòng)態(tài)性能好； ?結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠。 還可能有自身短路的阻尼繞組 。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) — 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 第 8章 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) ?同步電動(dòng)機(jī)直接投入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí) ，存在失步與起動(dòng)困難兩大問(wèn)題 ， 曾制約著同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 。 同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) ?同步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子側(cè)有獨(dú)立的直流勵(lì)磁 ，或者靠永久磁鋼勵(lì)磁 。 ?永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，無(wú)需直流勵(lì)磁。 ?同步電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子有起動(dòng)繞組，使電動(dòng)機(jī)按異步電動(dòng)機(jī)的方式起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)再通入勵(lì)磁電流牽入同步。 ?轉(zhuǎn)子振蕩和
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