交流永磁同步发电机变频控制
基于变频器容量的永磁同步风力发电机最大功率控制的研究
ｍｉ ｉ ｍ ｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ａ ｏ ｓ ｓ ｔｏ ｈ ｘ ｍｕ ｐ ｗｅ ｏ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ （ ＰＰ ｎ ｍｕ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔ ａ ｋ ｎ Ｍ Ｔ）ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｔ ｏ
张 震 。 根 忠 吴
（ 江 工 业 大 学 信 息 工 程 学 院 ， 江 杭 州 ３０ ３ ） 浙 浙 力发 电 系统 的基 本 结 构 ， 述 了风 力发 电 系统 中风 机 最 大风 能捕 获 的基 介 论 本原理， 并提 出一种 采 用 永磁 同 步 电机 作 风 力 发 电机 实 现 最 大功 率 输 出 的控 制 系统 ． 过 建 立 通 考 虑铜 耗 和 铁 耗 的 电机 损 耗模 型 ， 得 了 电机 损 耗 与 定 子 电流 之 间 的 关 系． 此 基 础 上 提 出永 获 在
和 实 用性 ．
关 键词 ： 永磁 同步 电机 ； 最优 定子 电流 矢量控 制 ； 最佳 效 率控 制 ； 耗 损
中图分 类号 ： ＴＭ９ １ ５ ２ ．
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ６４ ０ （ ０ ０ ０ —０ ９０ １ ０ —３ ３ ２ １ ） １０ ４ — ５
Ｔｈ ｔ ｄ ｎ ｍ ａ ｉ ｕ ｅ ｓｕ ｙ ｏ ｘ ｍ ｍ ｏ ｒ ｃ ｎｔ ｏ ｎ ｐｅ ｍ ａ ｎ ａ ｎ ｔ ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｌｉ ｒ ｎｅ ｔｍ ｇ ｅ ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｕ ｎ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｒ ｃ ｐ ｃ ｔ ｙ ｈ ｏ ｏ ｓ ｗｉ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎｖ ｒ ｅ ａ ａ ｉｙ
ＺＨ ＡＮＧ Ｚｈｅ ｎ。Ｗ Ｕ ｎ ｚ ｎｇ Ｇｅ — ｈｏ
（ ｏ ｌ ｅｏ ｎｏ ｍａｉｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｚ ｅｉｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｆｒ ｔ ｎ ｉｅ ｒｎ ， ｈ ｊ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｈａ ｇ ｈ ｕ ３ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｅ Ｉ ｏ ａ ｔ ｎ ｚ ｏ １ ０ ２ ｈｎ ）
永磁同步风力发电系统的组成、工作原理及控制机理
永磁同步风⼒发电系统的组成、⼯作原理及控制机理永磁同步风⼒发电系统的系统基本组成、⼯作原理、控制模式论述1.系统的基本组成：直驱式同步风⼒发电系统主要采⽤如下结构组成：风⼒机（这⾥概括为：叶⽚、轮毂、导航罩）、变桨机构、机舱、塔筒、偏航机构、永磁同步发电机、风速仪、风向标、变流器、风机总控系统等组成。
其中全功率变流器⼜可分为发电机侧整流器、直流环节和电⽹侧逆变器。
就空间位置⽽⾔，变流器和风机总控系统⼀般放在塔筒底部，其余主要部件均位于塔顶。
2.⼯作原理：系统中能量传递和转换路径为：风⼒机把捕获的流动空⽓的动能转换为机械能，直驱系统中的永磁同步发电机把风⼒机传递的机械能转换为频率和电压随风速变化⽽变化的不控电能，变流器把不控的电能转换为频率和电压与电⽹同步的可控电能并馈⼊电⽹，从⽽最终实现直驱系统的发电并⽹控制。
3.控制模式：风⼒发电机组的控制系统是综合性控制系统。
它不仅要监视电⽹、风况和机组运⾏参数，对机组运⾏进⾏控制。
⽽且还要根据风速与风向的变化，对机组进⾏优化控制，以提⾼机组的运⾏效率和发电量。
风⼒发电控制系统的基本⽬标分为三个层次：分别为保证风⼒发电机组安全可靠运⾏，获取最⼤能量，提供良好的电⼒质量。
控制系统主要包括各种传感器、变距系统、运⾏主控制器、功率输出单元、⽆功补偿单元、并⽹控制单元、安全保护单元、通讯接⼝电路、监控单元。
具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、⾃动最⼤功率点跟踪控制、功率因数控制、偏航控制、⾃动解缆、并⽹和解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。
⼀、系统运⾏时控制：1、偏航系统控制：偏航系统的控制包括三个⽅⾯：⾃动对风、⾃动解缆和风轮保护。
1)⾃动对风正常运⾏时偏航控制系统⾃动对风，即当机舱偏离风向⼀定⾓度时，控制系统发出向左或向右调向的指令，机舱开始对风，当达到允许的误差范围内时，⾃动对风停⽌。
2)⾃动解缆当机舱向同⼀⽅向累计偏转2~3圈后，若此时风速⼩于风电机组启动风速且⽆功率输出，则停机，控制系统使机舱反⽅向旋转2~3圈解绕；若此时机组有功率输出，则暂不⾃动解绕；若机舱继续向同⼀⽅向偏转累计达3圈时，则控制停机，解绕；若因故障⾃动解绕未成功，在扭缆达4圈时，扭缆机械开关将动作，此时报告扭缆故障，⾃动停机，等待⼈⼯解缆操作。
永磁同步风力发电系统控制研究
永磁同步风力发电系统控制研究随着气候变化和环境保护意识的日益增强，可再生能源的研究与应用变得越来越重要。
风能作为一种广泛分布且可再生的能源资源，被广泛应用于发电领域。
在风能发电系统中，永磁同步发电机系统因其高效率、高性能和简洁结构而备受关注。
为实现对永磁同步风力发电系统的控制，研究控制策略和算法变得至关重要。
永磁同步风力发电系统的控制是确保发电效率和系统稳定运行的关键。
因此，研究人员们对于系统的控制策略进行了广泛研究，以提高发电系统的性能和可靠性。
首先，针对永磁同步发电机系统的控制，矢量控制是最常用和有效的控制策略之一。
矢量控制通过监测永磁发电机的电流和转速，控制它们的大小和方向，以确保系统的稳定性和高效性。
矢量控制策略采用PI控制器来实现闭环控制，根据当前状态进行动态调整，以使输出电压和转速保持在一个可接受的范围内。
其次，为了提高永磁同步发电机系统的效率和性能，一些高级控制算法被引入。
例如，模糊控制策略能够根据设定的规则和输入参数来自适应地调整系统的控制策略。
这种方法可以提高系统的鲁棒性和适应性，使其能够在不同的工况下具有良好的性能。
另外，基于神经网络的控制算法也被广泛应用于永磁同步风力发电系统的控制中。
神经网络是一种模拟人类神经系统的计算模型，其具有自学习和适应性的能力。
通过训练和优化神经网络模型，可以根据风能发电系统的输入和输出数据，实现系统的自动控制和优化。
神经网络控制具有较高的灵活性和适应性，可以处理复杂的非线性系统。
此外，针对永磁同步风力发电系统控制中的低频振荡问题，一些控制策略也被提出。
例如，采用模型参考自适应控制（MRAC）策略可以有效地抑制低频振荡，提高系统的稳定性和准确性。
MRAC策略通过调整系统的控制参数，根据系统的数学模型来实现对系统的控制。
综上所述，永磁同步风力发电系统控制的研究是提高发电效率和系统性能的关键。
矢量控制、模糊控制、神经网络控制和MRAC策略等多种控制策略和算法被应用于系统的控制中，以提高系统的鲁棒性和适应性。
永磁同步电机的设计与控制
永磁同步电机的设计与控制第一章：绪论永磁同步电机是一种新型的高效率、高功率密度的电机，已经在电动汽车、风力发电机、工业自动化等领域得到了广泛的应用。
本文将详细介绍永磁同步电机的设计和控制方法。
第二章：永磁同步电机的结构及原理永磁同步电机分为表面永磁式和内置永磁式两种结构，本文主要介绍表面永磁式永磁同步电机。
表面永磁式永磁同步电机由定子、转子和永磁体三个部分组成。
其中，定子装有三个相位的绕组，电流流经绕组时产生旋转磁场。
转子则由带有永磁体的铁芯构成，永磁体的磁场与定子旋转磁场形成磁矩，从而产生转矩。
第三章：永磁同步电机的设计永磁同步电机的设计包括选型、计算和仿真三个方面。
选型时需要根据具体的应用场景，选择合适的功率、转速等参数。
计算方面需要根据电机的结构参数，如磁极数、绕组匝数等，计算电机的性能参数，如转子电感、定子电阻等。
仿真则是通过电机仿真软件进行的，可以进行电机性能模拟、相位电流控制仿真等。
第四章：永磁同步电机的控制永磁同步电机的控制包括电压源控制和电流源控制两种方式。
电压源控制是通过控制电机的电网侧电压，控制电机的转速和转矩，需要控制电机的反电动势。
电流源控制则是通过控制电机的电机侧电流，控制电机的转速和转矩。
电流源控制不需要控制反电动势，可以提高电机的控制精度。
第五章：永磁同步电机的应用永磁同步电机在电动汽车、风力发电机、工业自动化等领域得到了广泛应用。
在电动汽车中，永磁同步电机具有高效率、高功率密度、质量轻等优点。
在风力发电机中，永磁同步电机可以通过尽可能地提高风力机的利用率，提高风力发电机的发电效率。
在工业自动化中，永磁同步电机可以被应用于各种机械传动系统中，提高传动效率，降低能耗。
第六章：结论永磁同步电机是一种新型的高效率、高功率密度的电机，在电动汽车、风力发电机、工业自动化等领域有广泛的应用前景。
掌握永磁同步电机的设计和控制方法，对于电机的工程应用具有重要的意义。
同步电机的变频调速系统
图2-3由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统
2.4
为了获得高动态性能，同步电动机变压变频调速系统也可以采用矢量控制，其基本原理和异步电动机矢量控制相似，也是通过坐标变换，把同步电动机等效成直流电动机，再模仿直流电动机的控制方法进行控制。但由于同步电动机的转子结构与异步电动机不同，其矢量坐标变换也有自己的特色。
（1）在电动机轴端装有一台转子位置检测器BQ（见图8-7），由它发出的信号控制变压变频装置的逆变器U I换流，从而改变同步电动机的供电频率，保证转子转速与供电频率同步。调速时则由外部信号或脉宽调制（PWM）控制UI的输入直流电压。
（2）从电动机本身看，它是一台同步电动机，但是如果把它和逆变器UI、转子位置检测器BQ合起来看，就象是一台直流电动机。直流电动机电枢里面的电流本来就是交变的，只是经过换向器和电刷才在外部电路表现为直流，这时，换向器相当于机械式的逆变器，电刷相当于磁极位置检测器。这里，则采用电力电子逆变器和转子位置检测器替代机械式换向器和电刷。
（3）同步电动机和异步电动机的定子都有同样的交流绕组，一般都是三相的，而转子绕组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组。
（4）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。
在同步电动机中，除转子直流励磁外，定子磁动势还产生电枢反应，直流励磁与电枢反应合成起来产生气隙磁通，合成磁通在定子中感应的电动势与外加电压基本平衡。
同步发电机励磁控制系统及特性分析
第二节 同步发电机的励磁控制系统
三、静止励磁系统（发电机自并励系统）
300MW及以上机组励磁系统一般采用
发电机
无刷励磁和自并励方式。
TA
IEF
G ~
静止励磁系统(发电机自并励系统)中
一、直流励磁机系统
采用同轴的直流发电机作为励磁机，通过励磁调节器改变直流励磁机电 流，从而改变供给发电机转子的励磁电流，达到调节发电机电压和无功 的目的。
主要问题： （1）直流励磁机受换向器所限，其制造容量不大。 （2）整流子、电刷及滑环磨损，降低绝缘水平，运行维护麻烦。 （3）励磁调节速度慢，可靠性低。 按照励磁机励磁绕组的供电方式不同，可分为自励式和他励式两种。
负荷的无功电流是造成 E 与U 数值差的主要原因，
q
G
发电机的无功电流越大 ，差值越大。
第一节 概述
同步发电机的外特性必然是下降的，当励磁电流一定时，发电机端电压随无 功负荷增大而下降，必须通过不断的调节励磁电流来维持机端电压维持在给 定水平。
第一节 概述
(二)控制无功功率的分配
1.同步发电机与无穷大系统母线并联运行问题
第二节 同步发电机的励磁控制系统
同步发电机励磁控制系统的分类：
（1）直流励磁机系统：自励式直流励磁机系统、他励式直 流励磁机系统。 （2）交流励磁机系统：他励可控整流式交流励磁机系统、 自励式交流励磁机系统、具有副励磁机交流励磁机系统、 无刷励磁系统； （3）静止励磁系统
第二节 同步发电机的励磁控制系统
第四章 同步发电机励磁控制系统及特性分析
第一节：概 述:励磁控制系统的作用（重点） 第二节：同步发电机的励磁控制系统 第三节：励磁调节器 第四节：同步发电转子磁场的强励与灭磁
第三章 同步电动机的变频调速控制
30年代
铝镍钴、铁氧体
差
易去磁
1
2 3
90年代 60年代 后期
铁氧体 稀土永磁： SmC05
3.6~4.0 24 33 38~40
价格低 （稀土的1/10） 热稳定性好 不怕去磁 钴含量高、价格高
70年代 初期
第三代
稀土永磁： SmC017 稀土永磁： 钕铁硼 Nd-Fe-B
我国储量世界第一， 温度可达200℃？
图示位置是转子磁极轴线 从某相绕组轴线转过30°的位 置，在此瞬间触发该相晶闸管， 从产生转矩的角度看是最有利 的。在此位置下，在绕组通电 的1/3周期里，载流导体正好 处于比较强的磁场中，所产生 的转矩平均值最大，脉动最小。 从时间相位上看，晶闸管触发 瞬间正好是该感应电势交变过 零之后的30°相位处，习惯上 将此点选作晶闸管触发相位的 基准点，称为空载换流超前 角 。
结 论
0 0 、 三相式，对转矩最为有利。
矛盾：
晶闸管靠反电势自然换流，要求 0 超前，目前常取 0 60 ，或按负载的 动态调节。转矩脉动大：凸极式无换向电 机中，还存在磁阻转矩，当 超前时为 0 负值，将使输出转矩减小。
二、逆变器晶闸管的换流问题
问题的提出： 直流无换向器电机的晶闸管直接接在直流电 源上,导通后无法自行关断，换流困难。必须采取 特殊的换流措施。 解决： 在过激状态下向逆变器提供超前的无功电流， 可利用电机的反电势来实现自然换流。
优点: (1) 只要精确地控制变频电源的频率就能准确控 制转速，无需速度反馈控制。 (2) 转矩干扰只影响同步电动机的功角，不影响 电机的转速可以在极低的转速下运行，调速范围 较宽。 (3)可以调节转子励磁来调节电机的功率因数,甚 至可在 下运行。 (4) 运行在超前功率因数下，有可能利用电动机 的反电势实现负载换流，克服强迫换流的弊病 （晶闸管)。 缺点：同步电机本身结构稍微复杂
永磁同步电机发电机组的说明书
永磁同步电机发电机组的说明书谨阅此手册前，请确保您已仔细阅读并理解了本电机发电机组的操作与维护要求。
本手册将为您提供本机组的技术参数、使用方法、操作流程、常见问题及其解决办法等内容。
如遇到问题，请您及时联系我们，我们将竭诚为您服务。
一、产品概述本发电机组使用永磁同步电机（PMSG）直接驱动，不需要增加复杂电路与控制系统，使用简便。
PMSG具有高效、高功率因数、高可靠性、强自适应性等诸多优点。
二、技术参数1. 额定功率：100kW2. 额定电压：220V/380V3. 电机类型：永磁同步电机4. 额定频率：50Hz5. 发电机类型：三相同步发电机6. 电机转速：1500r/min7. 额定电流：180A8. 整机效率：≥92%9. 环境温度：-25℃ ~ +55℃三、使用方法1. 连接电源线路：将机组的交流输出线路连接到负载端，再将交流输入线路连接到电源端。
请确保连接正确无误，以防烧毁设备。
2. 操作：打开机组电源开关，等待机组启动并达到额定转速。
3. 控制：本机组自带电子控制器，可控制无功功率、有功功率等输出。
由于本机组的控制器采用可编程控制器，因此您可以根据需要向控制器上传不同的程序并实现不同功能。
4. 注意事项：当机组工作过程中出现异常情况时，应立即停机检查原因，并在技术人员的指导下进行必要的修理或更换。
四、常见问题及解决办法1. 机组无法正常启动：请检查电源连接是否正确，机组的主开关是否打开，按钮是否损坏。
2. 机组运行过程中出现异常震动：请检查机组的基础或支撑是否牢固，机组旋转部分是否有异物。
感谢您阅读本说明书，如有任何问题或需要了解更多信息，请随时联系我们。
我们将为您提供最优质的服务。
同步发电机励磁自动控制系统1讲课文档
1 静态不稳定性 2 动态不稳定性 3 暂态不稳定性
功角过大而失步（滑行失步）
1974年美国学者拜金 利及金巴克主编论文
大小扰动引起的振荡失步
集《大规模电力系统
稳定性》
大扰动后发电机在第一摇摆失步
静态/动态稳定性定义及理解出现了混乱
1981年在IEEE电力系统分会的冬季会议上重新对电力系统稳定性进行定 义
North China Electric Power University
11
电力系统稳定性的定义与分类
2004年8月，IEEE发表了CIGRE第38委员会与IEEE系统动态行为委员会 联合小组制定的电力系统稳定性分类及定义
电力系统稳定性
功角稳定性 频率稳定性 电压稳定性
小干扰功角 稳定性
大干扰功角 稳定性
1 静态稳定性/小扰动稳定性
所加干扰足够小，可以用系统的线 性化方程来描述系统过渡过程
当系统受到小的干扰后，系统会达到与受干扰前相同或接近的运行状态
2 暂态稳定性/大扰动稳定性
所加的干扰使得不能用系统的线性化方程 来描述系统过渡过程
2第0112页2，/共22/82页1。
当系统遭受到干扰后，系统可以达到一个可以接受的稳定运行状态
静态稳定性——小扰动稳定性 暂态稳定性——大扰动稳定性 动态稳定性
动态稳定性 —— 电力系统受到小扰动时，考虑调节 器及元件动态，并分析它在暂态过程后能否趋于或者 接近原来稳定工况的能力。
2第1062页，2共/228/页2。1 North China Electric Power University
大干扰电压稳定性
小干扰电压稳定性
系统在大干扰后维持可接受稳态电压的能力 系统在小干扰后维持可接受稳态电压的能力
高教社2024新能源汽车电工电子技术教学课件57认识永磁同步电机的控制系统
一、永磁同步电机控制系统的功能
（二）改变转向
Ao
改变通入定子三相绕组中的
A
三相交流电的相序就可改变旋转
磁场的旋转方向，从而改变电机
的转向，进而实现前进或后退。
Bo
GND
M
Bo
B
Ao
VCC
认识永磁同步电机的控制系统
一、永磁同步电机控制系统的功能
（三）改变电机运行状态
与其它电机一样，同步电机也
是可逆的，既可以作发电机进行能量
（一）空间矢量控制
磁场定向控制
将交流电机空间磁场矢量的方向，作
为坐标轴的基准方向，通过坐标变换，将电
机定子电流，正交分解为与磁场方向一致的
励磁电流分量和与磁场方向垂直的转矩电流
分量，然后就可以像直流电机一样对励磁电
流分量和转矩电流分量分别进行控制。
认识永磁同步电机的控制系统
二、永磁同步电机控制系统的控制策略
认识永磁同步电机的控制系统
目录
contents
一
永磁同步电机控制系统的功能
二
永磁同步电机系统的控制策略
三
永磁同步电机的优缺点
认识永磁同步电机的控制系统
一、永磁同步电机控制系统的功能
改变速度
改变转向
改变电机运行状态
永磁同步电机
认识永磁同步电机的控制系统
（一）电机速度的改变
一、永磁同步电机控制系统的功能
从而实现改变电机的转速，也就是我们通常所说的变频调速原理。
实际转子转速公式:
601
= 0 (1 − ) =
公式中： 表示旋转磁场转速；
0表示旋转磁场转速；
表示转差率。
认识永磁同步电机的控制系统
永磁同步风力发电机最大功率控制
ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｎｅｗａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
ｃｌｅａｎｎｅｓｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ．
Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｌｌ ａ ｖａｒｉａｂｌｅ—ｓｐｅｅｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍｓ ｏｆ ＰＭＳＭ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂｙ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｌｏｓｓ ａｎｄ
ｉｒｏｎ ｌｏｓｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ—ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｗｉｎｄ
ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＰＭＳＭ）．Ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ａ ｎｅｗ ＰＭＳＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｍａｘｉｍａｌｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｏ ａｓｓｕｒｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｕｔｐｕｔ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ
利用空气升力的风力机又可进一步细分，按旋转轴方向分成水平轴风力机和垂直轴风 力机。能量驱动链（风轮、主轴、增速箱、发电机）呈水平方向的称为水平轴风力机：能 量驱动链与水平方向垂直的称为垂直轴风力机。垂直轴风力机又被称为达里厄型风力机， 是由法国人ＣｔＪ．Ｍ．Ｄａｒｒｉｅｕｓ于１９２５年发明的。达里厄型风力机不受风向影响，变速箱和发 电机可以安装在地面。但它每次转速改变时，扭矩都有较大的波动，不能自启动，风速大 时调节限速困难。垂直轴风力机从７０年代开始发展，并逐步形成商业化生产。最大的垂 直轴风力机是加拿大生产的，功率达到４．２ＭＷ。８０年代末之后，全球范围内对垂直轴风 力机的研究和发展几乎停止。
交流永磁同步电机和交流异步电机的相同点
交流永磁同步电机和交流异步电机的相同点交流永磁同步电机和交流异步电机是两种常见的交流电机类型，它们在结构和工作原理上有一些相同点。
首先，两种电机都是基于交流发电机的原理工作的，通过电磁感应和磁场相互作用转化电能为机械能。
它们的基本构成单元都包括定子和转子。
其次，两种电机都是通过交变电压和电流来驱动的。
在交流电系统中，交变电压和电流的频率都是固定的，这使得交流电机的转子能够按照一定的频率旋转。
再次，两种电机都利用电磁感应产生转矩。
在电机工作过程中，变化的磁场会导致电流的变化，从而产生力矩。
这个力矩将会驱动电机转子转动。
此外，交流永磁同步电机和交流异步电机在一些特定应用场景中有相似的使用效果。
例如，它们都可以用作驱动大型工业机械设备，如压缩机、泵和风机等。
它们还可以用于电动汽车、电动自行车和家用电器等领域。
然而，交流永磁同步电机和交流异步电机也有一些显著的差异。
首先，两种电机的结构不同。
交流永磁同步电机的转子是由永磁体组成的，这些永磁体产生的磁场和定子磁场同步旋转。
而交流异步电机的转子是由绕组构成的，转子的磁场不与定子的磁场同步旋转。
其次，两种电机的工作原理也有所不同。
交流永磁同步电机的转子与定子的磁场同步旋转，这样转子产生的磁场和定子之间的磁场产生相互作用，从而转动电机。
而交流异步电机的转子磁场不与定子的磁场同步，通过转子的滑差（差速）来产生电动势，从而驱动电机。
再次，两种电机的控制方式也有所不同。
交流永磁同步电机可以通过改变电机输入电压的频率和幅值来实现速度调节和转矩控制。
而交流异步电机一般通过改变电机的电源电压和频率来实现调速和控制。
此外，交流永磁同步电机在部分负载条件下能够实现高效率运行，而交流异步电机的效率相对较低。
这是因为交流永磁同步电机的永磁体产生强大的磁场，从而减少了机械和磁滞损耗。
而交流异步电机的转子电流主要由电压和电流的相位差引起，这会导致额外的功率损耗。
综上所述，交流永磁同步电机和交流异步电机虽然有一些共同点，但在结构、工作原理、控制方式和效率方面存在显著的差异。
第三章 同步发电机励磁自动控制系统
二、对励磁系统的基本要求
励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
（一）对励磁调节器的要求
励磁调节器主要任务是检测和综合系统运行状态的信 息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率 单元以得到所要求的发电机励磁电流。
励磁 功率单元
G 发电机
电力系统
励磁调节器 输入信息
一、同步发电机励磁控制系统的任务
优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供可靠的电 能，而且可以有效地提高系统的技术指标。
电压控制
控制无功功率的分配 提高同步发电机并联运行的稳定性 改善电力系统的运行条件
静态稳定 暂态稳定
水轮发电机组要求实行强行减磁
(一)、电压控制
电力系统运行时，负荷波动引起电压波动，需要对励磁电流进 行调节以维持机端电压在给定水平。励磁自动控制系统担负了 维持电压水平的任务。
1. 自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统
AE
VS
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
自动恒压元件
启励电源
AVR
2. 自励交流励磁机静止整流器励磁系统
AE
V
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
启励电源
励磁调节器
图3-19 静止励磁系统原理接线
§3.3 励磁系统中的整流电路
交流电压
整流
直流电压
大型发电机的转子励磁回路通常采用三相桥 式不可控整流电路，在静止励磁系统中采用三相 桥式全控整流电路；励磁机励磁回路通常采用三 相桥式半控整流或三相桥式全控整流电路。
0
ωt
(b) 输出电压波形（α＝1200）
介绍我国发电机的高端技术
介绍我国发电机的高端技术一种情况是由于发电机检修期长，可能出现开机前，发电机定，转子绝缘降低的现象，另一种情况是由于某种外部原因导致发电机内进水而受潮。
采用B级绝缘以上的发电机由于采用的是热固性材料，一般情况下，都是表层受潮。
轻度受潮的情况下，一般开机空转几个小时即可恢复绝缘。
开机空转时，注意关闭机组空冷器冷却水，发电机上部盖板视情况开若干通风孔。
受潮严重的情况下，则应使用电流干燥或外部热源干燥。
对大型机组，在转子尚有部分绝缘的情况下，采用三相短路干燥是最简捷的方法。
三相短路干燥法1、三相短路干燥需要发电机本身具备运转条件,转子可以使用备用励磁,定子各部测温点巡检正常.在发电机出口母线上安装三相短路母排,母排的截面按发电机额定电流考虑.与母线连接时应保证有良好的接触.某电厂曾在一次发电机短路试验中,因连接面的油漆未除干净,试验开始不久即造成母线接触部分烧缺,幸及时发现才未造成严重后果.2、如果发电机带有中性点侧励磁用串联变压器,则应采用短路母排将此串联变压器短接,否则长期通流有可能烧损此变压器.同样,中性点的消弧线圈或接地变压器等都应退出.3、带有专用短路开关的发电机,如短路开关容量允许,则直接使用此开关短路即可,不需另接短路母排.干燥前开关投入后,应切断其操作电源.4、注意应关闭机组空冷器冷却水,水内冷发电机应切断内冷却水;发电机上部盖板视情况开若干通风孔.注意不要误切空冷器以外的其他机组用水.5、启动发电机至额定转速后,对发电机送励磁,此时发电机励磁应采用手动方式,其他如自动,强励等方式均应退出.6、视情况缓慢增加励磁,使定子电流缓慢升至50%额定电流,以温升每小时不大于10℃为宜.受潮严重的发电机每小时测取一次绝缘电阻和绕组,铁芯的温度.具体的绝缘值应参照该发电机的历史数据.一般吸收比大于1.6或极化指数大于2,绝缘电阻连续5h稳定不再变化,则干燥过程即告结束.不同的发电机情况不一,如受潮严重而气温又低,视定子温度情况也可适当增加电流,但不得超过定子额定电流,注意各部温升不能超过正常运行时的允许温升.黄绝缘的干燥一般并不需要很高的温度,一般干燥过程中,以控制定子线圈最高温度比较适宜.如用外置酒精温度计测量,绕组不应超过70℃;使用机内已有的埋人式电阻温度计测量时,不应超过80℃.若温度偏高,可减少定子电流,使温度稳定即可.7、发电机短路干燥是使发电机工作在异常状态,因此各部发热较大,干燥过程中应注意巡查.整个干燥过程中有异常情况时,应首先降下励磁,切断励磁后再停机检查处理.在发电机短路干燥的过程中,短路点应始终有人监护.8、干燥过程结束后,缓慢降低励磁到零,切除励磁.然后拆除短路线。
浅谈新能源汽车常用的驱动电机类型及原理
5加速数控机床的全面升级改造对于小型轴类盘类等零件加工，在市场中多采用CA6140型车床，该车床可以控制主轴的正转和反转，进而实现切削速度的调整，并且该车床的刀架也可以进行横向纵向的综合性进给运动，从而能够实现多个方向的加工。
并且在换刀点能够自动改变不同的刀具，使得传统普通加工模式也较为快速。
该车床中有润滑泵和冷却泵，能够较好的控制加工的温度，防止产生热应力，同时润滑泵能够使车床各部件的工作更加顺畅。
通过控制主轴的启停和旋转状况，从而能够使刀架按照一定的速度进行移动。
上述这些特征均可以作为数控系统改造的基础，对于该车床的相关资料以及技术标准进行探究，进而制定出较为完善的改造方案。
5.1主传动系统改造普通机床改造过程中，对于原有的传动系统和变速系统可以给予保留，因为数控机床也需要这一套运动系统进行运转。
可以将该系统进行科学的结合，从而减少改造料，并且节约改造成本。
除此以外，对于主传动系统的改造应注重自动化程度的提升，能够在机床运动过程中实现自动控制切削的速度和切削的模式。
将该型号机床中的主轴电机进行替换，采用交流调速电机，从而实现无极变速功能，从而对自动化档位的控制提供较好的基础。
5.2数控系统设计数字控制系统应做到较高的信号控制时效性，并且对于数据处理的速度和相关指令的传递符合国家的标准。
由于自行开发数控系统难度较高，需要较多的人力物力进行长期系统的研制，可以直接采用市面上较为成熟的数控系统，比如型号为NIM-9702的数控系统。
5.3刀架的相关设计刀架必须有良好的结构，从而能够保障车床切削以及加工的性能，本研究中采用的刀床为卧室刀床，将刀架的方案替换成自动换刀方案，这样能够和自动化系统进行联动，采用的刀架为四工位螺旋转位刀架，因此能够满足车床自动化控制的需要。
6结束语数控机床不仅实现高精度且高效率的工作，在当今发展过程中，对于数控机床也赋予了新的任务，目前需要数控机床更加智能化开放化，并且结合信息时代进行网络化，从而使控制更加便捷，管理更加高效，生产过程变得更加绿色和环保，这些发展方向均为未来数控机床的发展提供了较为清晰的目标。
永磁同步电机vf控制方法
永磁同步电机vf控制方法
一、电压调节器设计
电压调节器是永磁同步电机（PMSM）VF控制方法中的重要组成部分，其主要作用是调节输入到电机的电压，以实现电机的稳定运行。
电压调节器通常采用PI（比例-积分）控制器，通过调整比例和积分系数来调整电压调节器的输出。
在PMSM的VF控制中，电压调节器的设计主要关注的是调节精度和动态响应速度。
二、电流调节器设计
电流调节器是用于控制PMSM的电流，以实现电流的稳定和控制。
电流调节器通常也采用PI控制器，通过调整比例和积分系数来调整电流调节器的输出。
在PMSM的VF控制中，电流调节器的设计主要关注的是调节精度和抗干扰能力。
三、磁通量控制
磁通量控制是PMSM的VF控制中的重要环节。
磁通量的大小直接影响到电机的性能，因此需要对磁通量进行精确控制。
在VF控制中，通常采用磁场定向控制（FOC）的方法，通过调节电压和电流来控制磁通量的大小和方向。
四、转矩控制
转矩控制是PMSM的VF控制中的另一个重要环节。
转矩的大小直接影响到电机的输出能力，因此需要对转矩进行精确控制。
在VF控制中，通常采用转矩闭环控制的方法，通过调节电压和电流来控制电机的转矩。
五、转速控制
转速控制是PMSM的VF控制中的重要组成部分。
转速的大小直接影响到电机的运行状态，因此需要对转速进行精确控制。
在VF控制中，通常采用转速闭环控制的方法，通过调节电压和电流来控制电机的转速。
转速控制的精度和动态响应速度是转速控制器设计的关键因素。
永磁同步电机变频器参数
永磁同步电机变频器参数
1. 输入电压：永磁同步电机变频器的输入电压通常是交流电源的电压，例如 220V、380V 等。
2. 输出电压：永磁同步电机变频器的输出电压是指变频器输出给电机的电压，通常可以根据电机的额定电压进行设置。
3. 输出频率：永磁同步电机变频器的输出频率是指变频器输出给电机的电源频率，通常可以在一定范围内进行调节，以满足不同的应用需求。
4. 过载能力：永磁同步电机变频器的过载能力是指变频器在短时间内能够承受的过载电流，通常以额定电流的倍数来表示。
5. 控制方式：永磁同步电机变频器的控制方式可以分为 V/F 控制、矢量控制等多种方式，不同的控制方式适用于不同的应用场合。
6. 保护功能：永磁同步电机变频器通常具有过流保护、过压保护、短路保护等多种保护功能，以确保电机和变频器的安全运行。
7. 通讯接口：永磁同步电机变频器通常具有 RS485、以太网等通讯接口，可以与上位机进行通讯，实现远程控制和监测。
以上是一些常见的永磁同步电机变频器参数，不同的变频器可能会有不同的参数设置，具体参数可以参考变频器的产品说明书。
永磁同步风力发电机侧变流器控制策略
ｎ ｎ ｇ ｔｗｉ ｄ ｇ ｎ ｒｔ ｒｓｄ ｏ ｖ ｒｅ ． Ｂｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｍｂｉ ａｉｎ ｏ ｌ— ｌｍｂ ｎ ｅ ｒ ｈｉｇ ａｇ ｒｔ ｍ ｎ ｅ ｔｍａ ｎｅ ｎ ｅ ｅ ａｏ —ｉ ｅ ｃ ｎ ｅ ｒ ｔ ｓｎ ｈ ｏ ｎ ｔｏ ｆｈｉ ｃｉ ｉ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｏ ｈ ａ ｄ ｌ ｌ ｉ
ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｍｏｏ ｅ ｔ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｆｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｔ ｒ ａｉｅ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｉ ｄ ｃ ｐ ｕ ｅ ａ ｄ ｖ ｒ ｂ ｅ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｔｎ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔｒｖ ｃｏ ｏ ｔ ｅ ｏ ｐ ｉ ｏ ｅ ｚ ｈ ｘｍｕ ｗ ｎ ａ ｔ ｒ ｎ ａ ａ ｌ ｐ ｅ ｏ ｓ ｔ ｏ ｏ ｎ ｌ ｉ ａ
ｓ ｎ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｏｏ ｏ ｔｏ ． Ｆ ｒｔ ｉ ｒ ｏ ｅ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌｓｒ ｔｇ ｆｓ ｎｃ ｒ ｎ ｕ ｅ ｍ ａ ｐｏ ｓ ｐ ｅ ｆｍ ｔ ｒｃ ｎ ｒ １ ｏ ｈ ｓｐｕ ｐ ｓ ｈ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｎ ｗ ｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ ｏ ｙ ｈ ｏ ２ １ ）５０ ２ －７ １７ － ９ （０ １ ０ － ９０ ５ ４
永磁 同步 风力 发 电机 侧 变 流 器 控 制 策 略
付 光 杰 ，崔 海 龙 ，冉 璇 ，郑连 亮
（．东北石油大学 电气信息工程学 院，黑龙江 大庆 １３ １ ；２ 东方电气集团东风电机有限公 司，四川 乐山 ６ ４０ １ ６３８ １ ８２
第２ ９卷
第 ５期
２１ ０ １年 ９ 月
吉 林 大 学 学 报 （ 息 科 学 版） 信 Ｊｕｎｌ ｆ ｉｎＵ ｉ ｒ ｔ Ｉｆｒ ａｉ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ｌ ｎ ｅｓｙ（ｎｏｍ ｔ ｎＳｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｊｉ ｖ ｉ ｏ ｅ ｉ
永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略
永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略1. 本文概述随着全球能源结构的转型和对可再生能源需求的不断增加，风能作为清洁、可再生的能源之一，在电力生产中扮演着越来越重要的角色。
永磁直驱风电机组（PMSG）因其结构简单、效率高、维护成本低等优点，已成为风力发电领域的研究热点。
在PMSG系统中，双PWM （脉宽调制）变换器的协调控制策略对于提高系统性能和效率具有至关重要的作用。
本文旨在研究和探讨永磁直驱风电机组中双PWM变换器的协调控制策略。
将详细分析PMSG的工作原理和双PWM变换器在其中的作用，以及现有控制策略的优缺点。
接着，本文将提出一种新型的双PWM变换器协调控制策略，该策略通过优化变换器的工作参数，实现更高效的能量转换和更平稳的输出电压。
本文还将通过仿真实验验证所提控制策略的有效性。
仿真结果将显示，相较于传统控制策略，所提策略在提高系统效率、减少功率损耗、增强系统稳定性等方面具有明显优势。
本文将对研究成果进行总结，并对未来研究方向提出展望，以期为进一步提高永磁直驱风电机组的性能和推动风力发电技术的发展提供参考和借鉴。
2. 永磁直驱风电机组系统概述永磁直驱风电机组（Permanent Magnet Synchronous Generator，简称PMSG）作为一种高效、可靠且维护成本较低的风电发电技术，在现代风力发电领域得到了广泛应用。
该系统的主要特点是发电机转子采用永磁体励磁，省去了传统的滑环和电刷结构，实现了直接驱动风轮旋转并同步发电，从而提高了系统的整体效率和可靠性。
永磁直驱风电机组通常包括以下几个关键部分：永磁同步发电机、变桨机构、齿轮箱（在直驱系统中通常省略）、以及用于实现最大功率跟踪和电网兼容性的双PWM变换器系统。
双PWM变换器分别负责直流侧电压调节与交流侧并网控制，通过适当的变换策略，不仅能够确保风电机组在宽风速范围内高效运行，还能够在各种电网条件下实现稳定并网、无功功率补偿及低电压穿越等功能。
永磁同步电机的控制原理介绍
一、电机分类二、永磁同步电机的分类三、PMSM的运行原理四、坐标变换五、PMSM的数学模型六、伺服系统软件设计七、SVPWM原理及实现方法一、电机分类：1、按作用分：电动机和发电机。
电动机将电能转化为机械能；发电机将其他形式的能量转化为电能。
2、按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
3、按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
4、按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
二、永磁同步电机的分类：永磁同步电机由于具有以下优点而得到了广泛的应用：1）功率密度大（同等功率，特性体积小）2）功率因数高（气隙磁场主要或全部由转子磁场提供）3）效率高（不需要励磁绕组，绕组损耗小）4）结构紧凑、体积小、重量轻、维护简单。
永磁同步电机分为正弦波电流驱动的永磁同步电机（PMSM）和方波电流驱动永磁同步电机（BLDCM）。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 他控变频调速系统 用独立的变压变频装置给同步电动机供 电的系统。
• 自控变频调速系统 用电动机本身轴上所带转子位置检测器 提供的转子位置信号来控制变压变频装置 换相时刻的系统。
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思考：哪个是凸极式哪个是隐极式？
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项目5 数控机床的进给伺服系统
工作原理： 定子绕组与三相电源接通后可以产生旋转磁 场，根据异性相吸原理，定子N0极（或S0极）吸 住永磁转子的S极（或N极），使转子随着旋转磁 场以同一速度旋转起来。
60 f n p
显然，改变磁极对数P可以实现有级调速，且P较 大时，成为低速电机；而改变f可以实现无级平 滑调速。
项目5 数控机床的进给伺服系统
项目6 数控机床的伺服驱动系统
任务6.7 交流永磁同步电机的变频控制系统
按磁场定向的矢量控制系统（了解）
永磁同步电动机的他控 变频调速系统
永磁同步电动机的自控 变频调速系统
梯形波永磁同步电动机（无刷直流 电动机）的自控系统（掌握） 正弦波永磁同步电动机的自控系统 （掌握）
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项目5 数控机床的进给伺服系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正弦波永磁同步电动机的自控变频系统
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 由电机转子上的位置检测装置测的转子位置角θ， 经正弦信号发生器得到三个正弦波位置信号分别为： a=sinθ b=sin(θ-1200) c=sin(θ+1200) • 速度指令Un*与反馈指令Un比较后,通过速度调节器 ASR输出转矩指令T*，T*与电流I*成正比，在乘法 器中与a、b、c相乘得到三相电流信号
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项目5 数控机床的进给伺服系统
永磁同步电机的优缺点
优点： （1）转速与电压频率严格同步； （2）功率因数高到1.0；
存在的问题： （1）起动困难； （2）重载时有振荡，甚至存在失步危险；
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项目5 数控机床的进给伺服系统
问题解决思路
对于起动问题： 通过变频电源频率的平滑调节，使电 机转速逐渐上升，实现软起动。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
2、正弦波永磁同步电动机的自控变频
• 首先，交流永磁同步电动机的转距表达式 T= KT IΦ 式中 KT是比例系数 I是定子电流幅值 Φ是转子磁链 • 由于KT是常数，Φ是转子磁链，对于同一电机来说 认为是常数。因此电机的输出转矩与正比于定子 电流幅值，控制定子电流幅值就能很好地控制转 矩，和直流电动机完全一样。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
(a) 图6-7-2
(b)
(c)
(a) α=0°; (b) 0°＜α＜90°; (c) α=90°
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 因此，当电动机的负载转矩增加时，稳定后的转 速n虽然不变， α却相应增大。如果负载转矩超 过最大同步转矩（α>900) ，电动机就会带不动 负载，转速便会下降即而出现所谓的失步现象， 直到转速下降为零。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 每60度时,V1~V6 导通状态改变一 次,定子三相绕 组中电流状态改 变一次,定子磁 场转动60度，转 子也步进60度。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 无刷直流电动机的转速控制是无刷直流电动机在 恒转矩调速状态下，根据速度给定指令的大小， 经速度和电流调节，通过PWM控制，换向逻辑控制 电路输出的基极驱动脉冲频率发生变化，从而使 逆变器输出的方波电流频率也随之变化，最终实 现调速的目的。 • 和直流电动机改变电枢电压极性从而改变转向的 控制不同，无刷直流电动机的转向控制是根据速 度给定指令中的方向信号，经逻辑换向控制，使 逆变器中的大功率晶体管的通断顺序发生改变， 从而改变三相通电顺序，使定子磁场的转向改变， 实现电动机的转向控制。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
二、他控变频调速系统
按转子磁场定向的矢量控制系统 基本原理和异步电动机矢量控制相似，也是通过 坐标变换，把同步电动机等效成直流电动机，再 模仿直流电动机的控制方法进行控制。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
三、自控变频调速系统
1、无刷直流电动机的方波电流驱动 无刷直流电动机的驱动原理和直流电动机是等效的。 无刷直流电动机采用电子逆变器和转子位置检测 器，用静止的电子换向电路代替了机械式的电刷 和换向器。 • 在无刷直流电动机中，三相绕组通入的方波驱动 电流具有双极性、方波宽度为120。角度、三相电 流相位差120。电角度的特性。三相绕组方波电流 由V1～V6大功率晶体管组的逆变器生成。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
一、交流永磁同步电机
永磁式同步电机 同步电机 反应式同步电机 磁滞式同步电机 永磁式同步电动机的转子由永久磁钢制成，结构 形式可以是凸极式，也可以是隐极式。 隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，但凸极 效应能产生平均转矩。
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项目5 数控机床的进给伺服系统
图6-7-1
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项目5 数控机床的进给伺服系统
• 同步电动机电磁转矩的大小与定、 转子磁场轴 线之间的夹角α的大小有关。 • 如图6-7-2所示。对于磁极对数p=1的隐极式转子 的永磁式同步电动机来说： 当α=0°时，转子只受到径向力的作用，不会 形成电磁转矩。 当 0°＜ α ＜ 90°时，转子受到的作用力可以 分解为一个径向分量和一个切向分量，其中切向 分量产生电磁转矩。 当 α=90°时转子只受到切向力的作用，电磁 转矩最大，称为最大同步转矩。
iU*= Isinθ iV*= Isin(θ-1200) iW*= Isin(θ-1200)
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项目5 数控机床的进给伺服系统
•
三相电流指令i*U、i*V、i*W 在与电流检测反馈 信号iU、iV、iW比较后，通过电流调节器ACR得 到正弦波控制信号，然后经SPWM控制及驱动电 路获得六个大功率晶体管基极驱动电压，控制 主电路中的六个大功率晶体管的导通和截止， 输出U、V、W三相正弦波电流控制电动机运行。