转速闭环转差频率控制的基本原理

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转速闭环转差频率控制的调速系统仿真

班级：13自动化 1班组员：王畅、王金鹏、刘增
转速闭环转差频率控制的调速系统仿真
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演讲人姓名
一、转差频率控制的特点
s
在ωs<<ωsm的范围内，保持气隙磁通不变的前提下，通过控制转差频率来控制转矩。
在不同的定子电流值时，按下图所示关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通恒定。
⑵加载过程
假定系统处于稳定运行状态，负载转矩突然增大，负载转矩作用下，转速ω 开始下降，在内环的作用下使定子频率ω1开始下降，但在外环的作用下使转差频率ωs上升，定子频率 ω1上升，电磁转矩Te增大，转速回升。
4、仿真结果
在仿真结果中，图 a - d反映了在起动和加载过程中，电动机的转速、电流、电压和转矩的变化过程，在起动中逆变器输出电压(线电压)逐步提高，转速上升，但是电流基本保持不变 35A ，电动机以给定的最大电流起动。在 0.39s 时，转速稍有超调后稳定在 1400r/min ，电流也下降为空载电流，逆变器输出电压也减小了。电动机在加载后，电流和电压迅速上升，电动机转矩也随之增加，转速在略经调整后恢复不变。
转矩上升：在t=0时，突加给定，转速调节器ASR很快进入饱和，输出为限幅值ωsmax,电流与转矩快速上升。
恒转矩升速：当t=t1时，电流达到最大值，启动Байду номын сангаас流等于最大允许电流，理论分析
启动转矩等于最大允许转矩；接下来电动机在最大转矩下加速运行。
启动过程
转速调节：当t=t2时，转速ω达到给定值，转速略有超调后ASR退饱和，转速达到稳定值。
202X
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第3章异步电动机变压变频调速3.1-3.2.3

a--无补偿 b--带定子电压补偿
图3-1 恒压频比控制特性
2.基频以上调速

在基频以上调速时，频率从f1N向上升高，受到电机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变。这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。

Us Eg 4.44 f1Ns kNS Φm
/ 1 常值
(R j L )I E U s s 1 ls 1 g

要维持 Eg/1 为恒定，除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子漏抗压降。
恒气隙磁通控制

转子电流
I r'
Rr'
Eg 2 2 ' 1 Llr s
E
2 g 2
2
第3章异步电动机变压变频调速
3.1变压变频调速的基本原理、机械特性及电压补偿控制 3.2电力电子变压变频器 3.3转速开环变压变频调速系统 3.4转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

3.1变压变频调速的基本原理、机械特性及电压补偿控制

变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法，同步转速随频率而变化
T 常数
2 e 2 1
转差功率基本不变。
变压变频调速时的机械特性
图3-3异步电动机变压变频调速机械特性
变压变频调速
在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式。在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，由于转速上升，允许输出功率基本恒定，属于“近似的恒功率调速”方式。
3npU s2 Rr' s
Us s1 Rr' Te 3n p ( sR R ' ) 2 s 2 2 ( L L' ) 2 s r 1 ls lr 1

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(-阮毅-陈伯时)课后参考答案第五六七章(仅供参考)

第五章思考题5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0<S<S m 所以调速范围不大。

电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m 不变。

5-2 异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定？答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。

由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。

当频率从额定值向下调节时，必须同时降低E g 使14.44常值SgS N mN E N K f ϕ=⨯⨯=，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。

然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。

当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压s g U E ≈。

在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。

在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。

5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定？假设不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。

5-4基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。

运动控制期末必考题

运动控制期末必考题⼀、填空题1、直流电动机有三种调速⽅案：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通Φ；（3）改变电枢回路电阻R。

2、当电流⼤到⼀定程度时才出现的电流负反馈，叫做电流截⽌负反馈。

3、额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成正⽐。

4、他励直流电动机的调速⽅法中，调压调速是从基速（额定转速）往下调，在不同转速下容许的输出恒定，所以⼜称为恒转矩调速。

调磁调速是从基速往上调，励磁电流变⼩，也称为弱磁调速，在不同转速时容许输出功率基本相同，称为恒功率调速。

5、直流调速系统的静态性能指标主要包括静差率和调速范围。

6、在⽐例积分调节调节过程中，⽐例部分的作⽤是迅速响应控制，积分部分的作⽤是消除稳态误差。

7、采⽤积分速度调节器的闭环调速系统是⽆静差的。

8、直流调速系统中常⽤的可控直流电源主要有旋转变流机组、静⽌式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器三种。

9、所谓稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。

10、在额定负载下，⽣产⼯艺要求电动机提供的最⾼转速和最低转速之⽐叫做调速范围。

11、负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之⽐叫做静差率。

12、⼀个调速系统的调速范围，是指在最低转速时还能满⾜所需静差率的转速的可调范围。

13、反馈控制的作⽤是抵抗扰动、服从给定。

14、脉宽调制的⽅法是把恒定的直流电源电压调制成幅值相同、频率⼀定、宽度可变脉冲序列，从⽽可以改变平均输出电压的⼤⼩，以调节转速。

15、调速系统的要求有调速、稳速、加，减速。

16、直流电动机在调速过程中，若额定转速相同，则转速越低时，静差率越⼤。

17、在转速、电流双闭环直流调速系统中转速调节器的输出作为电流调节器的输⼊，再⽤电流调节器的输出去控制电⼒电⼦变换器。

18、双闭环调速系统在正常运⾏时， ACR 调节器是不会达到饱和的。

19、反馈控制系统所能抑制的知识被反馈环包围的前向通道上的扰动。

转速闭环转差频率控制的原理

转速闭环转差频率控制的原理
转速闭环转差频率控制是一种常见的电机控制技术，其原理是利用控制电机的转速和差频率来实现对电机的精准控制。

电机转速是电机运行的关键参数之一，它的稳定与否直接影响到电机的性能和使用寿命。

传统的电机控制方式是利用电压或电流来控制电机的转速，但这种方式存在控制精度低、响应速度慢等问题。

而转速闭环转差频率控制技术则能够有效地解决这些问题。

转速闭环转差频率控制的基本原理是通过测量电机的转速和输出的转速信号之间的差频率来调整电机的控制信号。

当电机的转速偏离设定值时，控制系统会自动调整电机的控制信号，使其回归到设定值附近。

这种控制方式具有响应速度快、控制精度高等优点，可以适用于各种电机控制场景。

具体来说，转速闭环转差频率控制技术包括三个主要部分：转速测量模块、差频率计算模块和控制器。

转速测量模块用于测量电机的转速，通常使用编码器等传感器来实现。

差频率计算模块则根据测量到的转速信号和设定值计算出差频率，并将差频率信号送入控制器中。

控制器根据差频率信号来调整电机的控制信号，使电机的转速回归到设定值附近。

在实际应用中，转速闭环转差频率控制技术可以适用于各种类型的电机，包括交流电机、直流电机、步进电机等。

它可以用于工业自
动化、机器人、航空航天等领域，以实现电机的精准控制和优化性能。

转速闭环转差频率控制技术是一种高效、精准的电机控制方式，具有快速响应、控制精度高等优点。

它的应用范围广泛，是现代工业自动化的重要组成部分。

电力拖动自动控制系统考纲及试题

电力拖动自动控制系统考纲及试题直流调速系统一判断题5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。

（Ⅹ）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。

（Ⅹ）7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。

（√）9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。

（Ⅹ）13转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。

（Ⅹ）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。

9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。

（Ⅹ）10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。

（√）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（Ⅹ）16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。

二选择题2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A0S1，输出功率低于输入功率BS0，输出功率高于输入功率C0S1，输出功率高于输入功率DS0，输出功率低于输入功率4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）Ａnn1，输出功率低于输入功率Bnn1，输出功率高于输入功率Cnn1，输出功率高于输入功率Dnn1，输出功率低于输入功率5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A调速范围宽B控制性能受转子参数影响大C计算复杂D控制结构简单7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是A补偿定子电阻压降B补偿定子电阻和漏抗压降C补偿转子电阻压降D补偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，A开关频率高，B电流波形失真小C电流谐波分量高D电流跟踪精度高4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（）。

电力拖动运动控制系统平时作业答案

电⼒拖动运动控制系统平时作业答案第⼀章1、请画出运动控制系统及其组成的框图。

答：运动控制系统由电动机、功率放⼤与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，其框图如下：2、如果请你设计⼀辆电动滑板车，请问这个电动滑板车的构成？答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速⼿柄等===================================================================== 第⼆章1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。

答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻φ是励磁磁通，k是感应电动势常数所以从公式可以看出，要想对直流电机进⾏调速，⼀般的⽅法有两种：⼀种是对励磁磁通φ进⾏控制的励磁控制法，⼀种是对电枢电压U进⾏控制的电枢电压控制法。

2、什么是调速范围和静差率？调速范围、静态速降和最⼩静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满⾜给定的静差率也就容易多了”？3、某⼀直流调速系统，测得的最⾼转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性为=150 r/min。

电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D是多少？系统允许的静差率s是多少？解：4、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速，为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压⽐是否能够改变转速，为什么？如果测速发电机的励磁发⽣了变化，系统还有克服什么⼲扰的能⼒？答：1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征①只⽤⽐例放⼤器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。

②反馈控制系统的作⽤是：抵抗扰动，服从给定。

扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之⼀。

③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作⽤。

中国石油大学(华东)智慧树知到“电气工程及其自动化”《交流调速》网课测试题答案3

中国石油大学（华东）智慧树知到“电气工程及其自动化”《交流调速》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.死区期间，逆变器的输出电压与()有关。

A.电流大小B.电压大小C.电压方向D.电流流向2.SHEPWM指的是()。

A.三次谐波注入法B.特定谐波消去法C.电压空间矢量调制D.电流滞环跟踪法3.三相逆变器系统中，提高直流母线电压利用率的典型方法有()。

A.三次谐波注入SPWMB.SVPWMC.A和BD.A或B4.转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有()。

A.测压环节B.测速环节C.测流环节D.测功环节5.三相对称正弦电压所合成的空间矢量是一个在空间中()旋转的矢量。

A.等幅恒速B.变幅恒速C.等幅变速D.变幅变速6.采用三次谐波注入SPWM，直流母线电压利用率()无限地升高。

A.不可以B.可以C.不确定D.无关于7.若一台三相感应电动机在额定电压下运行，突然发现转速变慢了(假设电机没坏)，此时定子电流()。

A.不变B.减小C.未知D.增大8.通用变频器的主电路拓扑结构通常为()结构。

A.交直交B.交交C.直交直D.直直9.矢量控制和转矩直接控制的核心是()。

A.电压观测B.电流观测C.磁链观测D.转速观测10.恒压频比控制中，转子铜耗将()。

A.不变B.减小C.未知D.增大11.三相全桥电压型逆变器的6个有效电压空间矢量在一个输出基波电压周期内各自依次连续作用1/6周期，逆变器运行于这种状态时，会得到一个()的旋转磁场。

A.圆形B.正方形C.矩形D.正六边形12.变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低，会影响电机的带负载能力的根源是()。

A.气隙磁通变大B.气隙磁通变小C.转子磁通变大D.转子磁通变小13.以下调速方式中，不属于鼠笼式异步电动机的是()。

A.变极调速B.变频调速C.调压调速D.转子回路串电阻调速14.基频以上变频调速时，定子电压()。

总复习题与各章内容摘要(学生版02)

选择题一、1．当理想空载转速no一定时，机械特性越硬，静差率S＿＿＿。

A．越小B．越大C．不变D．可以任意确定2．当系统的机械特性硬度一定时，如要求的静差率S越小，调速范围D＿＿＿。

A．越大B．越小 C.不变D．可大可小3．晶闸管一电动机系统的主回路电流断续时，开环机械特性＿＿＿。

A．变软B．变硬C．不变D．变软或变硬4．在转速负反馈系统中，闭环系统的静态转速降减为开环系统静态转速降的＿＿＿倍。

A．1+K B。

l+2K C．1／(1+2K) D．1／(1+K)5．转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造成的转速扰动＿＿＿补偿能力。

A．没有B．有C．对前者有补偿能力，对后者无D．对前者无补偿能力，对后者有6．调速系统的调速范围和静差率这两个指标＿＿＿。

A．互不相关B．相互制约C．相互补充D．相互平等7.调试时，若将比例积分(PI)调节器的反馈电容短接，则该调节器将成为( )A.比例调节器B.积分调节器C.比例微分调节器D.比例积分微分调节器8．调速系统的静差率一般是指系统在（）时的静差率。

A、高速时B、低速时 C 、额定转速时9无静差调速系统中必须有（）。

A、积分调节器B、比例调节器C、微分调节器10.转速负反馈有静差调速系统中，当负载增加以后，转速要下降，系统自动调速以后，可以使电动机的转速（）。

A、等于原来的转速B、低于原来的转速C、高于原来的转速D、以恒转速旋转11.转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压所造成的转速降（）。

A、没有补偿能力B、有补偿能力C、对前者有补偿能力，对后者无补偿能力二、1．速度、电流双闭环调速系统，在突加给定电压起动过程中第1、2阶段，速度调节器处于＿＿＿状态。

A。

调节B．零C．截止D．饱和2．双闭环调速系统包括电流环和速度环，其中两环之间关系是＿＿＿。

A．电流环为内环，速度环为外环B．电流环为外环，速度环为内环C．电流环为内环，速度环也为内环 D..电流环为外环，速度环也为外环3．在转速、电流双闭环调速系统调试中，当转速给定电压增加到额定给定值，而电动机转速低于所要求的额定值，此时应＿＿＿。

交流调速试题及答案

交流调速》课程综合复习资料一、选择题1．以下生产生活设备中，重点强调调速的目的不是节能需要的是（）。

A ．抽油机B．风机C．风扇D．泵类2．恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，当s接近 1时，Te = f （ s）是对称于原点的一段（）。

A ．直线B．斜线C．双曲线D．对角线3．晶闸管交 -交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的（）。

A ． 1/3～ 1/2 B．1/2～1 C．1～2 倍D．2～3 倍4．PWM 技术是指（）。

A ．脉冲幅度调制 B．脉冲频率调制C．脉冲宽度调制D．脉冲数量调制5．通用变频器的检测环节包括（）。

A ．电流检测B．温度检测C．电压检测D．以上都是6．（）是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。

A ．基本频率B．最大频率C．跳跃频率D．起动频率7．单相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。

A ．直流母线电压B．直流母线电流C．直流母线功率D．交流母线电压。

8．转速开环控制的变压变频系统中，通常在工作频率设定之后加一个（）限定环节。

A ．频率B．电压C．频率变化率D．电压变化率9．变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低，会影响电机的带负载能力的根源是（）。

A ．气隙磁通变大B．气隙磁通变小C．转子磁通变大D．转子磁通变小10．恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比，最大转矩（）。

A ．更小B．更大C．相同D．未知11．三相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。

A ．直流母线电压B．PWM 方式C． A 和B D．A 或 B12．转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有（）。

A ．测压环节B ．测速环节C．测流环节 D ．测功环节二、简答分析题1．坐标变换是矢量控制的基础，试分析交流电动机矢量变换的基本概念和方法。

2．简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式，说明基频以下和基频以上，定子电压U s、电源频率 f s 、气隙磁场 m 的变化规律。

3．简述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的两条基本控制规律。

课题五转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统设计

课程设计任务书电气与信息工程系自动化专业班题目转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统设计任务起止日期：2016 年 6 月 6 日～ 2016年6月17日学生姓名学号指导教师一、设计要求：设计一个转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统：系统包括速度设定、速度显示、速度测量、速度控制、正反转控制等，且根据交流异步电动机的容量采用由三相二极管整流桥、电容滤波、基于全控型开关器件 IGBT 或 MOSFET 的三相 PWM 逆变桥构成的主电路给异步电动机供电。

已知：（1）异步电动机：额定容量 PN =3KW ，额定电压 UN =380V ，额定电流 IN =6.9A ，额定转速为 nN =1400 r/min，额定频率 fN =50Hz ，定子绕组 Y 联接。

由实验测得定子电阻 Rs =Ω，转子电阻 Rr =Ω，定子自感 Ls =，转子自感 L r = ，定、转子互感 L m =，转子参数已折算到定子侧，系统转动惯量J =0.1284kg.m2。

（2）变频电源主要技术指标：1）输入电压额定值：三相、380VAC 、50Hz，2）效率： 80%以上，3）额定输出容量： 4KVA 或 250VA ，4）额定输出电压：三相、380VAC ，5）输出频率： 5~400Hz，6）控制方式：转速闭环转差频率控制方式，SPWM 或 SVPWM 脉冲产生方式。

二、设计任务：1、绘出异步电动机T 型等效电路和简化等效电路；2、求额定运行时的转差率、定子额定电流和额定定子转矩；3、定子电压和频率均为额定值时，求空载时的额定电流；4、定子电压和频率均为额定值时，求临界转差率和临界转矩，绘出异步电动机的机械特性；5、完成系统电气原理图的设计三、设计说明书的格式要求：1、绪论a. 设计的目的和意义。

b. 设计要求。

c. 设计对象及有关数据。

2、系统结构方案的选择：3、系统结构及性能分析4、主回路的选择。

5、触发器的设计和同步相位的配合： a. 触发电路的设计与选择。

变频器闭环控制原理

变频器闭环控制原理
变频器闭环控制原理是指通过监测被控对象的输出信号，并与期望信号进行比较，反馈控制系统通过调节被控对象输入信号的频率和电压等参数，使系统输出信号跟随期望信号，从而实现精确控制的过程。

闭环控制系统由以下几个基本组成部分组成：传感器、控制器、执行器和被控对象。

传感器用于检测被控对象的输出信号，获取实时反馈信息。

控制器根据反馈信号与期望信号之间的差异来计算控制信号，控制执行器的输出。

执行器通过改变输入信号的频率和电压等参数，对被控对象施加控制力。

被控对象是需要被控制的目标，例如变频器驱动的电机。

在闭环控制中，控制器需要根据反馈信号调整输出信号，以接近期望信号。

具体的控制算法可以采用比例积分微分（PID）
控制器或其他高级控制算法。

闭环控制的基本原理是负反馈控制，即通过比较输出信号和期望信号的差异，产生错误信号，并根据错误信号来调整控制输出，使输出信号趋近期望信号。

通过负反馈机制，闭环控制系统具有较好的稳定性和抗干扰能力。

通过闭环控制，变频器可以实现对电机的精确控制，例如控制电机的转速、转矩等参数。

闭环控制可以提高系统的响应速度和精度，适用于对控制要求较高的应用场景，例如工业自动化、交通运输等领域。

(完整版)电力拖动自动控制系统的重点复习

1.运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。

2.V-M系统：晶闸管整流器—电动机调速系统；SPVWM：电压空间矢量PWM控制3.直流PWM调速系统：脉宽调整变换器—直流电动机调速系统；脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速4.泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高5.静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流（转矩）间的稳态关系6.有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差；7.无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0；8.电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。

9.准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制；10.双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统；11.可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统；12.环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流（1）静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。

瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。

（2）动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第6章

电⼒拖动⾃动控制系统-运动控制系统习题解答第6章第6章习题解答6-1 ⼀台三相笼型异步电动机铭牌数据为：额定电压V U N 380=，额定转速min /960r n N =，额定频率Hz f N 50=，定⼦绕组Y 联接。

由实验测得定⼦电阻Ω=35.0s R ，定⼦漏感H L s 006.01=，定⼦绕组产⽣⽓隙主磁通的等效电感H L m 26.0=，转⼦电阻Ω=5.0'r R ，转⼦漏感H L r 007.0'1=，转⼦参数已折合到定⼦侧，忽略铁⼼损耗。

（1）．画出异步电动机T 型等效电路和简化等效电路；（2）．额定运⾏时的转差率N s ，定⼦额定电流N I 1和额定电磁转矩；（3）．定⼦电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I ；（4）．定⼦电压和频率均为额定值时，临界转差率m s 和临界转矩m T ，画出异步电动机的机械特性。

解：（1）．异步电动机T 型等效电路和简化等效电路R L 'LL 'L（2）．额定运⾏时的转差率100096041000100N s -==根据简化等效电路，定⼦额定电流1N I =额定电磁转矩'2113pr e NNn R T Is ω=，其中，160605031000N p f n n ?===，12N f ωπ=（3）．定⼦电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I =（4）．定⼦电压和频率均为额定值时，临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω和临界转矩em T =异步电动机的机械特性eT ns n 1emms 06-2 异步电动机参数如6-1题所⽰，画出调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性，计算临界转差率m s 和临界转矩m T ，分析⽓隙磁通的变化，在额定电流下的电磁转矩，分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下，调压调速的稳定运⾏范围。

解：调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性T en s临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω12N U 时，临界转矩em T=⽓隙磁通1ΦSm s N≈ 23N U 时，临界转矩em T=⽓隙磁通1ΦSm s N ≈带恒转矩负载L T ⼯作时，稳定⼯作范围为0m s s <<，带风机类负载运⾏，调速范围01s <<。

转差频率控制

' r ' r sN
根据起动转矩倍数确定最大转差频率，然
后，由最大转差频率求得过流倍数，并由此确定变频器主回路的容量。
4转差频率控制系统的特点
转差频率控制系统突出的特点或优点转差角频率与实测转速相加后得到定子频率。在调速过程中，实际频率随着实际转速同步地上升或下降，加、减速平滑。在动态过程中转速调节器 ASR 饱和，系统以对应于最大转差频率的最大转矩起、制动，并限制了最大电流，保证了在允许条件下的快速性。
4 转差频率控制系统的特点
转速闭环转差频率控制的交流变压变频调速
系统的性能还不能完全达到直流双闭环系统的水平，其原因如下：（1）转差频率控制系统是基于异步电动机稳态模型的，所谓的“保持磁通恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立。在动态中难以保持磁通恒定，这将影响到系统的动态性能。
4转差频率控制系统的特点
电力拖动自动控制系统 —运动控制系统
基于稳态模型的异步电动机调速系统
转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
转速开环变频调速系统可以满足平滑调速
的要求，但静、动态性能不够理想。采用转速闭环控制可提高静、动态性能，实现稳态无静差。需增加转速传感器、相应的检测电路和测速软件等。转速闭环转差频率控制的变压变频调速是基于异步电动机稳态模型的转速闭环控制系统。

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起动过程
图5-45 转差频率控制的转速闭环变压变频调速系统静态特性
3 最大转差频率的计算
从理论上说，只要使系统最大的允许转差
频率小于临界转差频率， Rr s max sm Llr 就可使系统稳定运行，并通过转差频率来控制电磁转矩。

课后思考题(补充)

2-15 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，下列参数发生变化时系统是否有调节作用？为什么？（1）放大器的放大系数Kp。

有。

假设Kp 减小，则控制电压减小，则电力电子变换器输出减小，则电动机转速下降；而电动机转速下降，则反馈电压减小，则偏差电压增大，则控制电压增大，则转速上升。

（2）供电电网电压Ud。

有。

电网电压是系统的给定，反馈控制系统完全服从给定。

（3）电枢电阻Ra。

有。

Ra的变化会影响到转速，会被测速装置检测出来，再通过反馈控制的作用，减小它对稳态转速的影响。

（4）电动机励磁电流If。

有。

If的变化会影响到转速，会被测速装置检测出来，再通过反馈控制的作用，减小它对稳态转速的影响。

（5）测速反馈系数α。

当电压反馈系数α发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。

反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。

习题3.8（2）转速、电流双闭环直流调速系统电路原理图3-6 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn行不行? 改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行? 改变转速反馈系数α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数?答：①在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给定电压U*n，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。

②改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn 的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。

因此，不能通过改变转速调节器的放大倍数Kn，来改变转速③改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks，只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。

因此，不能通过改变电力电子变换器的放大倍数Ks，来改变转速④改变转速反馈系数α，能改变转速。

交流传动电力机车的调速控制方法研究

交流传动电力机车的调速控制方法研究朱亚男【摘要】针对交流传动电力机车调速受多种耦合因素影响比较困难的问题,通过系统地分析和介绍目前实用的交流调速系统控制方法,包括:转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制,结合交流电力机车调速的实际情况,得出矢量控制和直接转矩控制方法较转差频率控制方法更适用于交流电力机车调速,而矢量控制方法在低速高开关频率区的性能则比直接转矩控制方法更加优越.以上结论对于进一步理解交流电力机车调速控制方法有着重要作用.%In order to solve the difficulty that caused by various coupling factors of the AC drive electric locomotive speed control, this thesis system analysis and presentation of the practical AC speed regulation control method, including: slip frequency control, vector control and direct torque control. Consider with the actual situation of the AC locomotive speed control , analysis of the control mode suitable for AC locomotives: The vector control and the direct torque control method are superior to the slip frequency control method, and the performance of vector control method in low speed and high switching frequency region is more advantageous than the direct torque control method. It is very important for further understanding of AC electric locomotive speed control method.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)014【总页数】5页(P152-155,161)【关键词】交流调速;转差频率控制;矢量控制;直接转矩控制【作者】朱亚男【作者单位】西安铁路职业技术学院牵引动力系,陕西西安 710014【正文语种】中文【中图分类】TN710交流传动电力机车调速的实质是对三相异步电动机调速，而异步电动机和直流电动机不同，它只有一个供电回路——定子绕组，致使其速度控制比较困难，不能像直流电动机那样通过控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速，交流异步电动机的控制量只有定子电流，而定子电流的变化，不仅影响输出转矩，而且也会使气隙磁链发生变化[1-2]。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统期末复习重点第6章

与直流调速系统相比，以异步电动机作为执行机构，更加难于理解。

但实际上基于异步电动机的调速系统的基本结构和直流调速系统是一致的。

由于转矩是通电导体在磁场中受力产生的，为了控制转矩，必须兼顾电流和磁场，为了能使电机输出尽量大的转矩，提高带载能力，磁通要工作在接近饱和状态。

因此整个第六章、第七章交流调速部分都是围绕这一问题展开的，如何在维持磁通恒定的情况实现一般性能的转速调节和高性能的转速调节。

第六章基于稳态模型的异步电动机调速系统1. 以异步电动机调压调速为例说明异步电动机调速控制中维持磁通恒定的必要性由机械特性易理解调速原理，但如何解释调压时机械特性变软，临界转矩随电压成平方下降：需结合磁通分析，调压时磁通随电压成反比下降，调压时定子电流也会近似反比下降。

导致电机转矩随着电压下降快速下降。

2. 异步电动机变压变频调速的基本原理（重点，难点）➢异步电动机从额定转速向下调速时，如果单电机频率，显然电机磁通会增加，需要更大的激磁电流。

➢磁通表示单位面积通过的磁力线的多少，为了使电机在整个转速胃内出力最大，总是希望用足铁芯，即使电机调速时磁通一直接近饱和状态，磁通超过饱和状态时会使激磁电流过大，导致损耗过大，磁通增加又很少，为了使电机在整个调速范围内都能输出足够的电磁转矩，最好保持电机气隙磁通恒定，一直接近饱和状态。

➢如何保持气隙磁通恒定？可以从磁通与反电动势关系入手，即式6-11，而电机反电动势不能直接测量，忽略定子绕组和漏抗压降，可以得到式6-12，从而引出恒压频比控制。

并据此分析异步电动机采用恒压频比（书中也称变压变频调速）控制时电压、频率、磁通的变化规律。

3. 异步电动机采用恒压频比（变压变频）控制时的机械特性（重点，难点）➢表征异步电动机机械特性的几个关键参数包括：同步转速、临界转矩（表征最大带载能力）、起动转矩（表征起动带载能力）、线性段斜率（表征机械特性硬度）。

分析变压变频调速时机械特性曲线变化也关注以上方面。