運動控制課程設計單閉環(huán)交流電動機調壓調速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-22 04:00 本頁面
【文章內容簡介】 （25） （26），帶恒轉矩負載工作時，普通籠型交流電機變電壓時的穩(wěn)定工作點為 A、B、C，轉差率s的變化范圍不超過 0 sm ，調速范圍有限。如果帶風機類負載運行，則工作點為D、E、F，調速范圍可以大一些。為了能在恒轉矩負載下擴大調速范圍，并使電機能在較低轉速下運行而不致過熱，就要求電機轉子有較高的電阻值。顯然，帶恒轉矩負載時的變壓調速范圍增大了，堵轉工作也不致燒壞電機，這種電機又稱作交流力矩電機。 交流力矩電機的機械特性 閉環(huán)控制的變壓調速系統(tǒng)及其靜特性采用普通交流電機的變電壓調速時，調速范圍很窄，采用高轉子電阻的力矩電機可以增大調速范圍，但機械特性又變軟，因而當負載變化時靜差率很大，開環(huán)控制很難解決這個矛盾。為此，對于恒轉矩性質的負載，要求調速范圍大于D=2時，往往采用帶轉速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。當系統(tǒng)帶負載在 A 點運行時，如果負載增大引起轉速下降，反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機械特性上找到新的工作點 A’。同理，當負載降低時，會在左邊一條特性上得到定子電壓低一些的工作點 A’’。 系統(tǒng)的靜特性按照反饋控制規(guī)律，將A’’、A、A’ 連接起來便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。盡管交流力矩電機的機械特性很軟，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調節(jié)器，照樣可以做到無靜差。改變給定信號，則靜特性平行地上下移動，達到調速的目的。 交流電機轉速單閉環(huán)變壓調速系統(tǒng)不同于直流電機閉環(huán)變壓調速系統(tǒng)的地方是：靜特性左右兩邊都有極限，不能無限延長，它們是額定電壓 UsN 下的機械特性和最小輸出電壓Usmin下的機械特性。 當負載變化時，如果電壓調節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點只能沿著極限開環(huán)特性變化。，可以畫出靜態(tài)結構圖。圖中，Ks = Us/Uc 為晶閘管交流調壓器和觸發(fā)裝置的放大系數(shù)；α= Un/n 為轉速反饋系數(shù)；ASR采用PI調節(jié)器；n =f (Us, Te )是式（24）所表達的交流電機機械特性方程式，它是一個非線性函數(shù)。 系統(tǒng)靜態(tài)結構原理圖穩(wěn)態(tài)時， Un* = Un =αn (27) Te = TL (28)根據(jù)負載需要的 n 和TL 可由式（24）計算出或用機械特性圖解法求出所需的 Us 以及相應的 Uc。對系統(tǒng)進行動態(tài)分析和設計時，須先繪出動態(tài)結構圖。其中有些環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可以直接寫出來，只有交流電機傳遞函數(shù)的推導須費一番周折。 系統(tǒng)動態(tài)結構原理圖其中，MA——交流電機FBS——測速反饋環(huán)節(jié)轉速調節(jié)器ASR常用PI調節(jié)器，用以消除靜差并改善動態(tài)性能，其傳遞函數(shù)為 (29)晶閘管交流調壓器的觸發(fā)裝置的輸入輸出關系原則
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