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正文內(nèi)容

基于matlab的雙閉環(huán)三相異步電動機的串級調(diào)速仿真(編輯修改稿)

2025-02-12 12:53 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ................................9 電阻負載的仿真圖形 .................................................異步電動機帶風機泵類負載開環(huán)調(diào)壓調(diào)速模塊..............................9 參 數(shù)設定 ...........................................................9 閉環(huán)調(diào)壓 ..........................................................125 總結(jié)體會 ......................................................15參考文獻 ........................................................1611 緒 論電力傳動自動控制系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。它廣泛應用在精密設備和精密機構(gòu)、加工和再加工機器以及運輸工具中,也廣泛應用在原材料工業(yè)以及其他工業(yè)部門的傳送、預選、一般生產(chǎn)裝置和輔助裝置等凡是需要動力的場合中。目前,單個設備的功率可從幾毫瓦到幾百兆瓦,轉(zhuǎn)速從每小時幾轉(zhuǎn)到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn),調(diào)速范圍在無變速機構(gòu)情況下可達 1:10000。在生產(chǎn)的總電能中,大約有 2/3 用在電力傳動上。電力自動控制系統(tǒng)的特征是,他可以完成能量變換和控制所需要的信息處理。因此,采用自動傳動方法,一方面可以把人們從繁重的體力勞動中解放出來,另一方面也可以把人們從信息處理的工作中解脫出來。這樣,總的來看,其結(jié)果就是改善人們在生產(chǎn)過程中的工作條件,并且大幅度提高全社會生產(chǎn)和再生產(chǎn)的效率,電力傳動自動控制系統(tǒng)是提高勞動生產(chǎn)率的合理手段和促使國民經(jīng)濟不斷增長的重要因素。因而,正確采用電力傳動控制系統(tǒng)并使之進一步向前發(fā)展,對我國的國民經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要和特別現(xiàn)實的意義。如今節(jié)約能源、更加合理地、有效地利用能源是一項艱巨、利國利民造福子孫的長期工作,也是我國的一項基本國策。隨著我國改革開放不斷深入和國民經(jīng)濟、科學技術(shù)的飛速發(fā)展,國家大量撥款加速建設,現(xiàn)在已經(jīng)取得了很大的進步,有部分項目已經(jīng)達到了實用化階段,相信在不久的將來我國在這方面一定會趕上或進一步縮小與發(fā)達國家之間的差距。22 串級調(diào)速的原理 異步電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢時的工作情況首先作這樣一個設想:若在繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入與轉(zhuǎn)子電動勢同頻率的附加電動勢,通過改變附加電動勢的幅值大小和相位,從而實現(xiàn)調(diào)速。這樣,電動機在低速運行時,轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)差率只是小部分在轉(zhuǎn)子繞組上消耗掉,而轉(zhuǎn)差功率的大部分被串入的附加電動勢所吸收。再利用產(chǎn)生附加電動勢的裝置,設法把所吸收的這部分轉(zhuǎn)差功率回饋入電網(wǎng),就能使電動機在低速運轉(zhuǎn)時仍具有較高的效率如圖 。這種在繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入附加電動勢的高效率調(diào)速方法,就是串級調(diào)速。 E 2 = S * E 2 0E a d d三相交流電源三相交流電源變壓器交流異步電機I 2圖 轉(zhuǎn)子附加電勢的裝置下面分析異步電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢時的工作情況。異步電動機運行時其轉(zhuǎn)子相電動勢為: ()20ES?式中 S異步電動機的轉(zhuǎn)差率;E20繞線轉(zhuǎn)子異步電動機在轉(zhuǎn)子不動時的相電動勢,或稱開路電動勢,轉(zhuǎn)子額定電壓值。轉(zhuǎn)子電動機 E2值與其轉(zhuǎn)差率 S 成正比,同時它的頻率 f2也與 S 正比,f 2=Sf1按常規(guī)接線時,轉(zhuǎn)子相電流的方程式為:3 ()22200ISE[(R)SX)]??R2為轉(zhuǎn)子繞組每相電阻;X 20為 S=1 時轉(zhuǎn)子繞組每相漏抗?,F(xiàn)在在轉(zhuǎn)子回路中引入一個可控的交流附加電動勢 Eadd,并與轉(zhuǎn)子電動勢 E2串聯(lián)。Eadd應與 E2有同頻率,但與 E2同相或反相。 () 2220 0I(S)[(R)S)]ad????當電力傳動的負載轉(zhuǎn)矩 M1為恒定時,可認為轉(zhuǎn)子電流 I2也為恒定。設在未串入附加電動勢前,電動機原在 S=S1的轉(zhuǎn)差率下穩(wěn)定運行。當加入反相的附加電動勢后,由于負載轉(zhuǎn)矩恒定,因此電動機的轉(zhuǎn)差率必須加大。這個過程也可描述為,由于反相附加電動勢的引入瞬間,轉(zhuǎn)子回路總的電動勢減少,轉(zhuǎn)子電流也隨之減小,使電動機電磁轉(zhuǎn)拒也減少;由于負載轉(zhuǎn)拒沒有變,所以電動機就減速,直至 S=S2時,轉(zhuǎn)子電流有恢復到原來的數(shù)值,電動機進入新的穩(wěn)態(tài)工作。此時關(guān)系式為: ()2220 01202120I(SE)[(RSX)]E[(R)SX)]ad?????同理,加入同相附加電動勢 Eadd 可使電動機轉(zhuǎn)速增加。所以,當繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)引入一可控的附加電動勢時,即可對電動機實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理下面按起動、調(diào)速與停車三種情況來分析串級調(diào)速系統(tǒng)的工作。對電氣傳動裝置而言,實質(zhì)上是否獲得加減速時所必需的電磁轉(zhuǎn)矩[8]。討論中認為電動機軸上帶有反抗性的恒轉(zhuǎn)矩負載。電動機能從靜止狀態(tài)起動的必要條件是能產(chǎn)生大于軸上負載轉(zhuǎn)矩的電磁轉(zhuǎn)矩。對電氣串級調(diào)速系統(tǒng)而言,就是應有足夠大的轉(zhuǎn)子電流 Ir 或足夠大的整流后的直流電流 Id,為此,轉(zhuǎn)子整流電壓
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