運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)單閉環(huán)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-22 04:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （25） （26），帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，普通籠型交流電機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)為 A、B、C，轉(zhuǎn)差率s的變化范圍不超過(guò) 0 sm ，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為D、E、F，調(diào)速范圍可以大一些。為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值。顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的變壓調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作交流力矩電機(jī)。 交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性采用普通交流電機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī)可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性又變軟，因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)靜差率很大，開環(huán)控制很難解決這個(gè)矛盾。為此，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)速范圍大于D=2時(shí)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在 A 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降，反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找到新的工作點(diǎn) A’。同理，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，會(huì)在左邊一條特性上得到定子電壓低一些的工作點(diǎn) A’’。 系統(tǒng)的靜特性按照反饋控制規(guī)律，將A’’、A、A’ 連接起來(lái)便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。盡管交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，但由系統(tǒng)放大系數(shù)決定的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性卻可以很硬。如果采用PI調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無(wú)靜差。改變給定信號(hào)，則靜特性平行地上下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)速的目的。 交流電機(jī)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性左右兩邊都有極限，不能無(wú)限延長(zhǎng)，它們是額定電壓 UsN 下的機(jī)械特性和最小輸出電壓Usmin下的機(jī)械特性。 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)只能沿著極限開環(huán)特性變化。，可以畫出靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖。圖中，Ks = Us/Uc 為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的放大系數(shù)；α= Un/n 為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；ASR采用PI調(diào)節(jié)器；n =f (Us, Te )是式（24）所表達(dá)的交流電機(jī)機(jī)械特性方程式，它是一個(gè)非線性函數(shù)。 系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖穩(wěn)態(tài)時(shí)， Un* = Un =αn (27) Te = TL (28)根據(jù)負(fù)載需要的 n 和TL 可由式（24）計(jì)算出或用機(jī)械特性圖解法求出所需的 Us 以及相應(yīng)的 Uc。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，須先繪出動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。其中有些環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可以直接寫出來(lái)，只有交流電機(jī)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)須費(fèi)一番周折。 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖其中，MA——交流電機(jī)FBS——測(cè)速反饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR常用PI調(diào)節(jié)器，用以消除靜差并改善動(dòng)態(tài)性能，其傳遞函數(shù)為 (29)晶閘管交流調(diào)壓器的觸發(fā)裝置的輸入輸出關(guān)系原則
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