【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 調(diào)節(jié)，使保持不變，問題就解決了。 0 + + 轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律根據(jù)并聯(lián)支路的分流公式取等式兩側(cè)向量的副值相等，得：令常數(shù)，它具有如下性質(zhì)：（1）當(dāng)=0時(shí)，在理想空載時(shí)定子電流等于勵(lì)磁電流；（2）若值增大，定子電流也相應(yīng)增大；（3）當(dāng)時(shí)，這是曲線的漸近線；（4）為正負(fù)值時(shí)，的對(duì)應(yīng)值不變，左右對(duì)稱。上述關(guān)系表明：，就能保持氣隙磁通 恒定，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之二，它有函數(shù)電流發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)?？偨Y(jié)起來(lái)，轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律是：（1）在的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)距基本上與成正比，條件是氣隙磁通恒定。（2） 的規(guī)律，就能夠保證氣隙磁通恒定。轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變頻調(diào)速結(jié)構(gòu)原理，可以看出該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）采用電流源變頻器，使控制對(duì)象具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而且便于回饋制動(dòng)，這是提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)。（2）和直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一樣，外環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出是轉(zhuǎn)差頻率給定值，代表轉(zhuǎn)距給定。（3）轉(zhuǎn)差頻率的控制作用分兩路，分別作用在可控整流器和逆變器上。前者通過函數(shù)發(fā)生器，按的大小產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，再通過電流調(diào)節(jié)器控制定子電流，以保持恒定，另一路按產(chǎn)生對(duì)于于定子頻率的控制電壓，決定逆變器的輸出頻率。（4）轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，都反向，相序鑒別器判斷的極性以決定環(huán)形分配器的輸出相序，而信號(hào)本身則經(jīng)過絕對(duì)值變換器決定輸出頻率的大小，這樣就很方便的實(shí)現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行。調(diào)速系統(tǒng)的工作原理（1）起動(dòng)過程 。首先說明起動(dòng)過程是一個(gè)恒定子電流，恒轉(zhuǎn)差角頻率起動(dòng)的過程，轉(zhuǎn)速給定信號(hào)由電位器設(shè)定，作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，在起動(dòng)瞬間（對(duì)應(yīng)于圖中的A點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速），而測(cè)速發(fā)電機(jī)TG輸出信號(hào)， 調(diào)速系統(tǒng)的工作原理圖[3]轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)最大，其輸出最大達(dá)到限幅值而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)送給了電流函數(shù)發(fā)生器，所以此時(shí)函數(shù)發(fā)生器的輸出達(dá)到最大值，因而其輸出也達(dá)到最大給定值，接下去的電流調(diào)節(jié)環(huán)的速度比轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)的速度快得多，可以認(rèn)為，轉(zhuǎn)速過度過程中實(shí)際定子電流始終跟蹤了，而在起動(dòng)過程中由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還沒有達(dá)到給定值，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出不會(huì)從限幅值退下來(lái)，轉(zhuǎn)差頻率給頂值一直保持不變，也一直保持不變。所以可以認(rèn)為起動(dòng)過程是一個(gè)恒定子電流，恒轉(zhuǎn)差頻率驅(qū)動(dòng)過程。由式子可知，定子電流，轉(zhuǎn)差頻率恒定，則勵(lì)磁電流也恒定，因此氣隙磁通 恒定。，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)于起動(dòng)瞬間，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為0（W=0），所以按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于頂子額定電流為，記為，如果逆變器輸出頻率保持不變，則電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)將沿著這條曲線達(dá)到B點(diǎn)，記此時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為，假如控制系統(tǒng)此時(shí)對(duì)其進(jìn)行采樣，按產(chǎn)生的定子頻率為，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，因此電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)移到了這條曲線上的C點(diǎn)。按以上的方法分析下去，可以知道異步電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)將沿著ABCD移動(dòng)，最終達(dá)到穩(wěn)定工作點(diǎn)N。以上分析中，控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行采樣的時(shí)刻時(shí)間斷的，如果控制采用連續(xù)系統(tǒng)方法，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化將立即通過控制系統(tǒng)改變控制器的輸出頻率。這樣，沿著ABCD的連線將趨向于沿著ACEG這條曲線，而這條曲線說明在異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，電磁轉(zhuǎn)距保持不變，這一結(jié)論可以從上面的定子電流，轉(zhuǎn)角頻率，氣隙磁通恒定。負(fù)載變化時(shí)，若轉(zhuǎn)速給定信號(hào)為，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)為N，當(dāng)負(fù)載變化從增加為時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速W將逐漸降低，測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)減少，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器增大，按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于定子頻率由于增大而增大，控制電壓增大，決定了逆變器的輸出頻率增加，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線上移，最終電動(dòng)機(jī)在新的工作點(diǎn)處穩(wěn)定工作。如果不改變，但轉(zhuǎn)速給頂信號(hào)從增大到時(shí)，速度調(diào)節(jié)器的輸入為正值，其輸出將增大，按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于定子頻率，由于增大而增大，控制電壓增大，決定了逆變器的輸出頻率增加，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械曲線上移，當(dāng)增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)將瞬間地從點(diǎn)轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的特性曲線上的A點(diǎn)，在A點(diǎn)電磁轉(zhuǎn)距，因而電動(dòng)機(jī)將加速，轉(zhuǎn)速上升，按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于定子頻率由于增大而增大，逆變器的輸出頻率增加，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線上移，只要，定子頻率將不斷增大，電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)將沿著圖中的A到曲線運(yùn)動(dòng)，到了點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)距，電動(dòng)機(jī)將在點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行，這就完成了電動(dòng)機(jī)的加速過程。 當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)反相時(shí)，速度調(diào)節(jié)器輸出負(fù)限幅值，按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于定子頻率由于變負(fù)而減小逆變器的輸出頻率降低，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線下移，電動(dòng)機(jī)以最大制動(dòng)轉(zhuǎn)距減少到零。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，按產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)的由正值變負(fù)時(shí)，通過相序鑒別器使環(huán)形分配器的相序改變，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)行。轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能雖比轉(zhuǎn)速開環(huán)系統(tǒng)有較大提高，但是在采用經(jīng)典線性控制理論和工程設(shè)計(jì)方法分析和設(shè)計(jì)，仍要作較大的近似處理。在建立轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖時(shí)，仍做如下處理：（1）忽略異步電動(dòng)機(jī)的鐵損。（2）忽略異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的影響，或者說，忽略哦率和轉(zhuǎn)速對(duì)電壓控制系統(tǒng)的影響。（3）認(rèn)為組成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系都是線性的。（4）認(rèn)為磁通在動(dòng)態(tài)過程中保持不變。4 用單片機(jī)控制的電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 調(diào)速系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)顯示器8279RAMEPORM82558253MCS51CD4527HEF4752主回路檢測(cè)保護(hù)電路 調(diào)速系統(tǒng)總體框圖轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比的調(diào)速系統(tǒng)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，異步電動(dòng)機(jī)在不同頻率小都能獲得較硬的機(jī)械特性但不能保證必要的調(diào)速精度，而且在動(dòng)態(tài)過程中由于不能保持所需的轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)性能也很差，它只能用于對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的靜，動(dòng)態(tài)性能要求不高的場(chǎng)合。如果異步電動(dòng)機(jī)能像直流電動(dòng)機(jī)一樣，用控制電樞電流的方法來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，那么就可能得到和直流電動(dòng)機(jī)一樣的較為理想的靜，動(dòng)態(tài)特性。轉(zhuǎn)差頻率控制是一種解決異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩控制問題的方法，采用這種控制方案的調(diào)速系統(tǒng)，可以獲得與直流電動(dòng)機(jī)恒磁通調(diào)速系統(tǒng)相似的性能。為了使系統(tǒng)具有較好的動(dòng)靜態(tài)性能，滿足設(shè)計(jì)要求，可將整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)差頻率調(diào)節(jié)方式，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，考慮電動(dòng)機(jī)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)距負(fù)載，在高頻段，采用恒比例控制方式來(lái)做近似恒磁通控制方式；在低頻段，采用恒磁通補(bǔ)償方法來(lái)維持磁通的恒定，實(shí)現(xiàn)恒磁通變頻調(diào)速。當(dāng)頻率高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，維持，實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)節(jié)。選用大規(guī)模集成電路HEF4752來(lái)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，使它能夠有足夠的時(shí)間來(lái)完成閉環(huán)控制，系統(tǒng)檢測(cè)和保護(hù)等任務(wù)。由于電動(dòng)機(jī)功率不大，整流器采用不可控電路，電容器濾波；逆變器采用電力晶體管三相逆變器。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要由主回路，驅(qū)動(dòng)電路，光電隔離電路，HEF4752大規(guī)模集成電路，保護(hù)電路，51單片機(jī)，8253定時(shí)/記數(shù)器，8255可編程接口芯片，8279通用鍵盤/顯示器，I/O接口芯片，CD4527比例分頻器和測(cè)速發(fā)電機(jī)等組成[4]。 原器件的選擇（1）74LS13874LS138是一種38譯碼器，有三個(gè)輸入端，經(jīng)譯碼產(chǎn)生8種狀態(tài)。，由表可知，當(dāng)譯碼器的輸入為某一個(gè)編碼時(shí)其輸出就有一個(gè)固定的引腳輸出為低電平，其余的為高電平。 74LS138引腳圖 74LS138真值表 輸 入 輸 出G1G2A/G2B/CBAY7/Y6/Y5/Y4/Y3/Y2/Y1/Y0/1000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111 其它狀態(tài)——11111111（2）8253主要功能：1）一個(gè)芯片上有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道；2）每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按照二進(jìn)制或二——十進(jìn)制計(jì)數(shù)；3）每個(gè)計(jì)數(shù)器的技術(shù)速率可高到2MHz；4）每個(gè)通道有六種工作方式，可由程序設(shè)置和改變；5）所有的輸入輸出與TTL兼容。 8253引腳圖每個(gè)通道有三條引線：CLK：輸入脈沖線。計(jì)數(shù)器就是對(duì)這個(gè)脈沖計(jì)數(shù)。8253規(guī)定，加在CLK引腳的輸入時(shí)鐘周期不能小于380ns。GATE：門控制信號(hào)輸入引腳。這是控制計(jì)數(shù)器工作的一個(gè)外部信號(hào)。當(dāng)GATE引腳為低電平時(shí)，通常都是禁止計(jì)數(shù)器工作；只有當(dāng)GATE為高電平時(shí)，才允許計(jì)數(shù)器工作。OUT：輸出引腳。當(dāng)計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，OUT引線上必然有輸出，輸出信號(hào)的波形取決于工作方式[5]。本次設(shè)計(jì)用到芯片8253的工作方式三，當(dāng)記數(shù)值N為偶數(shù)時(shí)，輸出為對(duì)稱方波，前N/2記數(shù)期間，OUT輸出為高電平，后N/2記數(shù)期間，OUT輸出為低電平。若記數(shù)值N為奇數(shù)值時(shí)，將輸出不對(duì)稱方波，即在前（2N+1）/2記數(shù)期間，OUT輸出高電平，后（2N1）記數(shù)