浙江大学年珩老师,电机控制课件第二章-6

机电运动控制系统
机电运动控制系统
第二章 异步电机的控制
浙江大学 电气工程学院
年珩 副教授 nianheng@
© 浙江大学电气工程学院
2009

机电运动控制系统
异步电机的控制
§2-8 异步电机变频调速系统
☆异步电机变频调速系统分类 （1）频率开环系统 特点：●频率 频率给定后不再调节 不再调节——同步速固定 频率 不再调节 同步速固定 ●电机转速 转速决定于负载，有变化 s = 0 ~ sN ） 有变化（ 转速 有变化 ●静态 静态调速性能不佳，有差 静态 有差
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异步电机变频调速系统
（2）频率闭环系统 特点： 频率随转速自动调节，通过改变同 特点：●速度给定后频率随转速自动调节 频率随转速自动调节 步速来补偿转速随负载的变化 转速与负载无关 ●电机转速与负载无关 恒定 转速与负载无关，恒定 ●静态特性好 动态性能满足一定要求 静态特性好，动态性能满足一定要求 静态特性好
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（3）高性能控制系统 ） ●能实现转矩的动态控制，动、静态性能俱好 转矩的动态控制， 转矩的动态控制 矢量变换控制， ●已实用的有矢量变换控制，直接转矩控制 矢量变换控制 ☆本节主要介绍
电压源型逆变器——异步电机变频调速系统
●频率开环系统
电流源型逆变器——异步电机变频调速系统
●频率闭环系统——转差频率控制异步电机变频调速系统 频率闭环系统 转差频率控制异步电机变频调速系统
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一、频率开环、电压源逆变器——异步电机变频调速系统 频率开环、电压源逆变器 异步电机变频调速系统 1．系统结构 ． （1）主电路
■不控整流+电容滤波 不控整流+ 不控整流 =电压源型 电压源型 ■PWM逆变器，180o PWM逆变器， PWM逆变器 导通型 ■每个IGBT旁反并联 IGBT旁 IGBT 快速型续流二极管， 快速型续流二极管， 为异步电机感性无功 为异步电机感性无功 提供通路
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（2）控制回路 ） 分
电压控制 频率控制
两通道， 两通道
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正转； 反转； ■速度给定：系统总指令： ug > 0 ，正转； ug < 0 , 反转； 速度给定： 代表速度高、 绝对值 | ug | 代表速度高、低 ■给定积分器：使阶跃给定 0 ↑ 给定积分器 阶跃给定
ug
斜波给定 0
ug
，
防止给定突变引起系统电流、转矩、速度冲击 系统电流、转矩、 防止 系统电流 绝对值； ■绝对值电路：逆变器输出电压、频率控制只需绝对值；配 绝对值电路 绝对值 合转向极性，以此简化控制处理 简化控制处理 合转向极性
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①频率控制通道
驱动脉冲 电机
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变换器：将速度电压 | ug | ，经压控振荡器处理，变成 经压控振荡器处理， ◆ V f 变换器 速度电压 频率信号，作为正弦调制波频率 频率信号，作为正弦调制波频率 f R 自然采样法，其中 ◆正弦波发生器：设为自然采样法 正弦波发生器 自然采样法 ●正弦调制波
频率——来自 V
f
变换器
幅值——来自电压调节器输出（电压控制通道）
调制方式：异步 同步 同步/混合 ●三角载波 频率 f T 取决于调制方式：异步/同步 混合 调制方式 调制——调制方式控制
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◆调制方式控制：根据调制波频率 f R ,按要求的调制方式，控 调制方式控制 控
T 幅值固定） 制三角波发生器， 制三角波发生器， 输出合适的载波频率 f （幅值固定）
调制：根据输入的正弦调制波频率、幅值，三角载 ◆SPWM调制 调制 波频率、幅值，决定逆变器器件开关时刻，形成SPWM驱动 决定逆变器器件开关时刻，形成 决定逆变器器件开关时刻 驱动 信号 驱动信号应按电机转向分配至逆变器六个开关器件 ●SPWM驱动信号 按电机转向分配至逆变器六个开关器件 驱动信号 上，给三相绕组通以合适的电流，形成所需的旋转磁场，控制 电机正确运转
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◆转向判别：将速度信号 ug 极性取出，控制触发脉冲在各开 转向判别： 关元件上的施加（分配） 输出： + ——正转， 导通的通电相序A → B → C
－ ——反转， 导通的通电相序A → C → B
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◆脉冲分配器：按转速、转向、分配三相、六管的驱动脉 脉冲分配器： 冲信号 正转：脉冲次序 ●正转
VT1 → VT2 → VT3 → VT4 → VT5 → VT6 → VT1
●反转：脉冲次序 反转：
VT1 → VT6 → VT5 → VT4 → VT3 → VT2 → VT1
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