电力拖动自动控制系统第五章PPT课件
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代提出矢量变换的方法研究电机的动态控 制过程，不但控制其大小而且控制其相位， 利用状态重构和估计的现代控制概念 实现交流电机磁通和转矩的重构和解耦控制 （1坐标变换矢量控制系统，不但控制其大 小而且控制其相位转子磁场定向矢量控制
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通过坐标变换和电压补偿，实现了磁通和转 矩的解耦和闭环控制。由于磁场的定向使 得异步电机的机械特性和直流电机的机械
和速度。 3、电刷的火花限制了直流电机的安装和使用
环境。 4、直流电机的大部分功率通过换向器流入电
枢的转子发热多，电机效率低。（中大容 量电机需要强迫风冷或水冷）
5、换向器和电刷的磨损降低的可靠性。
交流电机控制比较复杂，但结构简单、成本 低，安装环境要求低适用于易燃易爆环境， 交流拖动取代直流可调拖动的呼声越来越 强烈，交流拖动控制系统已经成为当前电 力拖动控制的主要发展方向。实际应用中 交流调速系统在以下几个方面优于直流调 速系统。
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电力电子器件的不断进步，为交流电机 控制系统的完善提供了物质保证，绝缘栅 双极性晶体管的实用化，为高频化PWM 技术成为可能，目前电力电子正向高压， 大功率、高频化、组合化、智能化发展。 2）应用矢量控制技术和现代控制理论 交流电机是一个多变量、非线性的被控
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对象，过去从电机稳态方程出发研究其 控制特性，动态效果不理想。20世纪70年
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（6开发新型电机和无机械传感器技术 小功率运动控制中得到重视和应用的 永磁同步电机。目前研究和发展的开关磁阻
交流调速
1、大功率负载情况下，电力机车、卷扬机 等控制系统。
2、高速运行的场合，高速电钻、离心机等 控制转速达数千到上万。
3、易燃、易爆、多尘环境。 4、中压（6-10KV）调速系统可以节省变电
站容量。
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为什么交流调速系统100年才发展起来
1、交流调速系统的难点和复杂性，难点来
自转矩控制困难交流电机是一个多输入多
特性一样，方便控制。但是转子时间常数随 温度变化较大，一定程度上影响的系统的 性能。
（2转差频率矢量控制系统，
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为简化控制系统的结构，直接忽略转子磁通 的过渡过程，这样的系统磁通采用开环控制 结构大为简化很适合电流控制PWM 电压型逆变器供电的异步电机控制系统， 进一步简化，只考虑稳态方程，得出 转差频率控制系统和开环的电压/频率 恒定控制系统，在风机、泵类调速领域
概述
(远程教育)
直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先 后诞生。在20世纪上半叶的年代里，鉴于直 流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速 拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容 量80%以上的不变速拖动系统则采用交流电 机，这种分工在一段时期内已成为一种举世 公认的格局。交流调速系统的多种方案虽然 早已问世，并已获得实际应用，但其性能却 始终无法与直流调速系统相匹敌。
电力拖动自动控制系统
第2篇
交流拖动控制系统
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
内容提要
概述 交流调速系统的主要类型 交流变压调速系统 交流变频调速系统 *绕线转子异步电机双馈调速系统——
转差功率馈送型调速系统
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等值电路推导的平均转矩，更何况 瞬时转矩。 2、电力电子器件发展的限制 3、调速系统技术和成本的限制
交流调速系统技术的突破及发展 现状。20世纪70年代石油危机席卷 全球节能问题变得日益重要，发现
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占电机用电量一半以上的风机，泵类 负载利用阀门和挡板调节流量和压力， 浪费大量电能，迫使先进工业国家， 投入大量的人力和财力高效和高性能 的交流调速系统的研究。 1）电力电子技术和脉宽调制的发展：
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古典控制只考虑稳态特性，启动、调速、制动控制， 只研究一个状态到另一个状态的变化，不考虑电 磁过程只重视动力学过程。
（4计算机技术的发展 （1）交流电机数字控制系统即可用专门的 硬件电路也可用总线形式，或单片机组成最小目标
系统，复杂的系统可采用微处理器和数字信号处 理器。 （2）数字仿真和辅助设计。
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内广泛应用。 （3直接和间接转矩控制系统，直接 转矩控制是直接在定子坐标系上计算 磁通的模和转矩的大小并通过磁通和 转矩的直接跟踪，只关心转矩的大小， 磁通的小范围误差不影响转矩的性能 这种方法对参数变化不敏感。
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电压定向控制是在广义派克方程基础 上提出的磁通和转矩间接控制方法。 该法把参考坐标系放在同步旋转磁场上 使d轴与定子电压矢量重合，根据磁通 不变的条件，求得控制规律，该方法避免 的复杂的坐标变换，能够实现磁通和转矩 的解耦。
输出、非线性、强耦合且时变得被控对象。
电机转矩为
MdkmmIrc ors
km转矩系 m 数 气， 隙磁 r通 转， 子功率因
t anr sXr /Rr,Xr和Rr分别学远程教育
转矩控制的难点： 1 m是由定子电流和转子电流共同产生 2 m和 Ir 是两个耦合的变量， Ir对 一般的鼠笼电机是无法测量的，无法 直接控制。 3 r 是与转速相关的时变量，R r 随 温度变化，M d 随之变化上式是由稳态
一、发展及现状
直到20世纪60~70年代，随着电力电子 技术的发展，使得采用电力电子变换器的 交流拖动系统得以实现，特别是大规模集 成电路和计算机控制的出现，高性能交流 调速系统便应运而生，一直被认为是天经 地义的交直流拖动按调速性能分工的格局 终于被打破了。
二、直流和交流调速比较
1、电流电机工艺复杂、增加直流电机成本。 2、换向器的换向能力限制了直流电机的容量
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（5高精度的交流电机运动控制， 坐标矢量变换控制系统机械和电磁解耦特性 是通过参考坐标系放在旋转磁场 上来实现的 ，构成运动控制系统在电流环和速度环外加上位环，
调整困难，在解耦的基础上提出了以下方法 （1）滑模变结构控制（不需要精确建模，结构简
单易于实现 动静态性能优良） （2）最优位置控制系统（简化控制系统）
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通过坐标变换和电压补偿，实现了磁通和转 矩的解耦和闭环控制。由于磁场的定向使 得异步电机的机械特性和直流电机的机械
和速度。 3、电刷的火花限制了直流电机的安装和使用
环境。 4、直流电机的大部分功率通过换向器流入电
枢的转子发热多，电机效率低。（中大容 量电机需要强迫风冷或水冷）
5、换向器和电刷的磨损降低的可靠性。
交流电机控制比较复杂，但结构简单、成本 低，安装环境要求低适用于易燃易爆环境， 交流拖动取代直流可调拖动的呼声越来越 强烈，交流拖动控制系统已经成为当前电 力拖动控制的主要发展方向。实际应用中 交流调速系统在以下几个方面优于直流调 速系统。
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电力电子器件的不断进步，为交流电机 控制系统的完善提供了物质保证，绝缘栅 双极性晶体管的实用化，为高频化PWM 技术成为可能，目前电力电子正向高压， 大功率、高频化、组合化、智能化发展。 2）应用矢量控制技术和现代控制理论 交流电机是一个多变量、非线性的被控
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对象，过去从电机稳态方程出发研究其 控制特性，动态效果不理想。20世纪70年
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（6开发新型电机和无机械传感器技术 小功率运动控制中得到重视和应用的 永磁同步电机。目前研究和发展的开关磁阻
交流调速
1、大功率负载情况下，电力机车、卷扬机 等控制系统。
2、高速运行的场合，高速电钻、离心机等 控制转速达数千到上万。
3、易燃、易爆、多尘环境。 4、中压（6-10KV）调速系统可以节省变电
站容量。
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为什么交流调速系统100年才发展起来
1、交流调速系统的难点和复杂性，难点来
自转矩控制困难交流电机是一个多输入多
特性一样，方便控制。但是转子时间常数随 温度变化较大，一定程度上影响的系统的 性能。
（2转差频率矢量控制系统，
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为简化控制系统的结构，直接忽略转子磁通 的过渡过程，这样的系统磁通采用开环控制 结构大为简化很适合电流控制PWM 电压型逆变器供电的异步电机控制系统， 进一步简化，只考虑稳态方程，得出 转差频率控制系统和开环的电压/频率 恒定控制系统，在风机、泵类调速领域
概述
(远程教育)
直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先 后诞生。在20世纪上半叶的年代里，鉴于直 流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速 拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容 量80%以上的不变速拖动系统则采用交流电 机，这种分工在一段时期内已成为一种举世 公认的格局。交流调速系统的多种方案虽然 早已问世，并已获得实际应用，但其性能却 始终无法与直流调速系统相匹敌。
电力拖动自动控制系统
第2篇
交流拖动控制系统
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
内容提要
概述 交流调速系统的主要类型 交流变压调速系统 交流变频调速系统 *绕线转子异步电机双馈调速系统——
转差功率馈送型调速系统
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等值电路推导的平均转矩，更何况 瞬时转矩。 2、电力电子器件发展的限制 3、调速系统技术和成本的限制
交流调速系统技术的突破及发展 现状。20世纪70年代石油危机席卷 全球节能问题变得日益重要，发现
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占电机用电量一半以上的风机，泵类 负载利用阀门和挡板调节流量和压力， 浪费大量电能，迫使先进工业国家， 投入大量的人力和财力高效和高性能 的交流调速系统的研究。 1）电力电子技术和脉宽调制的发展：
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古典控制只考虑稳态特性，启动、调速、制动控制， 只研究一个状态到另一个状态的变化，不考虑电 磁过程只重视动力学过程。
（4计算机技术的发展 （1）交流电机数字控制系统即可用专门的 硬件电路也可用总线形式，或单片机组成最小目标
系统，复杂的系统可采用微处理器和数字信号处 理器。 （2）数字仿真和辅助设计。
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内广泛应用。 （3直接和间接转矩控制系统，直接 转矩控制是直接在定子坐标系上计算 磁通的模和转矩的大小并通过磁通和 转矩的直接跟踪，只关心转矩的大小， 磁通的小范围误差不影响转矩的性能 这种方法对参数变化不敏感。
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电压定向控制是在广义派克方程基础 上提出的磁通和转矩间接控制方法。 该法把参考坐标系放在同步旋转磁场上 使d轴与定子电压矢量重合，根据磁通 不变的条件，求得控制规律，该方法避免 的复杂的坐标变换，能够实现磁通和转矩 的解耦。
输出、非线性、强耦合且时变得被控对象。
电机转矩为
MdkmmIrc ors
km转矩系 m 数 气， 隙磁 r通 转， 子功率因
t anr sXr /Rr,Xr和Rr分别学远程教育
转矩控制的难点： 1 m是由定子电流和转子电流共同产生 2 m和 Ir 是两个耦合的变量， Ir对 一般的鼠笼电机是无法测量的，无法 直接控制。 3 r 是与转速相关的时变量，R r 随 温度变化，M d 随之变化上式是由稳态
一、发展及现状
直到20世纪60~70年代，随着电力电子 技术的发展，使得采用电力电子变换器的 交流拖动系统得以实现，特别是大规模集 成电路和计算机控制的出现，高性能交流 调速系统便应运而生，一直被认为是天经 地义的交直流拖动按调速性能分工的格局 终于被打破了。
二、直流和交流调速比较
1、电流电机工艺复杂、增加直流电机成本。 2、换向器的换向能力限制了直流电机的容量
吉林大学远程教育
（5高精度的交流电机运动控制， 坐标矢量变换控制系统机械和电磁解耦特性 是通过参考坐标系放在旋转磁场 上来实现的 ，构成运动控制系统在电流环和速度环外加上位环，
调整困难，在解耦的基础上提出了以下方法 （1）滑模变结构控制（不需要精确建模，结构简
单易于实现 动静态性能优良） （2）最优位置控制系统（简化控制系统）