【正文】 loop is discussed and the simulation for the system performance are made with MATLAB software.Keywords: Asynchronous motor；Cascade Speed Control；Slip power feedback；MATLAB simulation目 錄1 緒論 ....................................................................................................................................1 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 .............................................................................................1 交流調(diào)速技術現(xiàn)狀 .................................................................................................1 課題研究意義 .........................................................................................................2 課題分析與研究計劃 .............................................................................................3 社會經(jīng)濟效益分析 .................................................................................................32 串級調(diào)速的基本原理 ........................................................................................................5 交流調(diào)速方式 .........................................................................................................5 異步電動機串級調(diào)速原理 .....................................................................................6 串級調(diào)速的各種基本運行狀態(tài)及功率傳遞關系 .................................................8 串級調(diào)速系統(tǒng)的基本類型 ...................................................................................10 串級調(diào)速系統(tǒng)方案的確定 ...................................................................................113 串級調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速特性和機械特性 ..........................................................................13 串級調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子整流電路的工作狀態(tài) ...........................................................13 串級調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速特性 ...................................................................................14 次同步串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 .......................................................................15 異步電動機在自然接線方式下的最大轉(zhuǎn)矩 ............................................16 串級調(diào)速異步電動機工作在第一工作區(qū)內(nèi)的機械特性 ........................16 串級調(diào)速異步電動機工作在第二工作區(qū)內(nèi)的機械特性 ........................184 控制環(huán)節(jié)單元電路研究 ..................................................................................................20 反饋檢測裝置 .......................................................................................................20 電流檢測裝置 ............................................................................................20 轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié) ............................................................................................20 電流、速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇 ...............................................................................21 電流調(diào)節(jié)器 ACR 的結(jié)構(gòu) ..........................................................................21 速度調(diào)節(jié)器 ASR 的結(jié)構(gòu) ..........................................................................21 給定積分器 ...........................................................................................................225 次同步串級調(diào)速系統(tǒng)的工程設計研究 ..........................................................................23 系統(tǒng)電路及原理圖設計 .......................................................................................23 實驗調(diào)試及數(shù)據(jù)分析 ...........................................................................................24 直流測速發(fā)電機的工作特性 ....................................................................24 串級調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)工作機械特性 ............................................................26 串級調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)工作機械特性 ........................................................27 串級調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)工作機械特性 ........................................................30 串級調(diào)速系統(tǒng)的 MATLAB 仿真研究 ................................................................33 用 MATLAB 建立雙閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 .............................33 系統(tǒng)仿真波形及其分析 ............................................................................35結(jié) 論 ................................................................................................................................39參考文獻 ..............................................................................................................................40致 謝 ................................................................................................................................41附錄 MATLAB 簡介 ..........................................................................................................42 1 緒論 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展直流電氣傳動和交流電氣傳動在 19 世紀先后誕生?？梢灶A計，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展必將取代直流調(diào)速系統(tǒng)成為電力拖動領域的主要力量。為了優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，可以將其改為多電機分部傳動，即取消直流電機及其動力的機械傳動部分，在每一個傳動分部安裝交流電機并配置相應的變頻器，同時采用交流多點傳動方式，結(jié)合速度控制、張力控制、負荷控制等不同的方式進行傳動配置。其中變極對數(shù)調(diào)速是有級的，應用場合有限。串入反相位 E 的幅值越大，電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速就越低。這時式()可改寫為 P s P =(1s) P ，這表明電動機軸上的輸出功率是由定子側(cè)與轉(zhuǎn)MM子側(cè)兩部分合成的，電動機處于定、轉(zhuǎn)子雙輸入狀態(tài)，即“雙饋”狀態(tài)，這一特殊工況可使電動機的輸出功率超過額定功率。由于轉(zhuǎn)子整流器是不可控的，故轉(zhuǎn)差功率 P 只能單方向從轉(zhuǎn)s子流出，無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)差功率 P 從轉(zhuǎn)子流入，故不能實現(xiàn)高于同步轉(zhuǎn)速的電動運行和s低于同步轉(zhuǎn)速的回饋制動運行。通過改變轉(zhuǎn)速給定信號 U 的值，可以實現(xiàn)調(diào)速。不變，0 30176。0 d02ET?將式()對 s 求導可求出第一工作狀態(tài) T 表達式的最大轉(zhuǎn)矩所對應的臨界轉(zhuǎn)e差率 s ，其值為mc s =2s + ()mc0D0TTX3R2?d?將式()代入 ()，可以求出串級調(diào)速異步電動機理論上的理想最大轉(zhuǎn)矩為 T = ()emcD021E?d異步電動機在串級調(diào)速時，當 I 增大到一定程度必然會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子整流器的強迫d延遲換流現(xiàn)象。 = ，則得??p cos cos( +60176。如果選用永磁式測速發(fā)電機，則可能會將檢測精度提得更高，但使用環(huán)境不能為高溫和有振動的場合；否則永久磁鐵的磁性將會減弱或消失。同時起動時，電流平緩，可避免對電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的安全運行。采用 PI 調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既保證了動態(tài)穩(wěn)定性，又能做到無靜差，很好地解決了系統(tǒng)中動、靜態(tài)之間的矛盾。20所 貼 紙 條 數(shù) 數(shù)一 分 鐘 向 后 移 動 的 紙 條：直流電動機 1 臺，直流發(fā)電機 1 臺，直流測速發(fā)電機 1 臺，萬用表 1 臺，鋁槽1 個。因為假如電動機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)回升到了原值，那么測速發(fā)電機的電壓也要回升到原來的數(shù)值，由于偏差電壓 U = U * U ，偏差電壓又將下降到原來的數(shù)值，也就是說偏差電壓 U nn沒有增加， U 不增加，整流裝置的輸出整流電壓也不能作相應的增加，這樣，電?動機的轉(zhuǎn)速又將重新下降到原來的數(shù)值，不能因引入轉(zhuǎn)速負反饋而得到相應提高。這樣，就巧妙地利用了速度調(diào)節(jié)器的飽和非線性，在一段時間內(nèi)使它的作用隔斷，使系統(tǒng)在起動過程中基本上表現(xiàn)為恒流調(diào)節(jié)。由于電流調(diào)節(jié)器 ACR 是 PI 調(diào)節(jié)器，要使d它的輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓 U = U U 必須維持一定的恒值，也?igimfi就是說 I 應略低于 I 。轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)后，轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應一定有超調(diào)。 圖 突加負載時轉(zhuǎn)速 n 波形（U =5V）sn（4）空載運行時突減負載給定信號 U =5V 時，負載 I=100A 運行時，在第 秒時減去負載使 I=0A，得sn到轉(zhuǎn)速 n 的波形如圖 所示。12圖 空載突加給定起動時轉(zhuǎn)速 n 波形（U =9V）sn（2）帶負載起動給定信號 U =5V 時，使電動機帶上負載 I=100A 進行起動，得到轉(zhuǎn)速 n 的波形sn如圖 所示。由于轉(zhuǎn)速環(huán)在外環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器處于主導地位，它使轉(zhuǎn)速迅速趨于給定值，并使得系統(tǒng)穩(wěn)定；電流調(diào)節(jié)器的作用則是力圖使 I 盡快地跟隨轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出 U 的變