交流调速控制系统PPT资料重点

J np
d()
dt
（2-8）
将式（2-7）和（2-8）的微偏量关系画在一起， 即得异步电机在忽略电磁惯性时的微偏线性化动 态结构图，如图所示。
ΔUs
3np
ω1Rr 2UsASA
ΔTL
+ ΔTe -
np
Δ
-
Js
3npU
2 sA
ωs2 R’r
如果只考虑U1到之间的传递函数，可先取
TL = 0，图中小闭环传递函数可变换成
n
TVC
GT
us
电动机
TG
二 动态结构框图
n*(s)
Uc (s)
Us(s)
n(s)
WASR(s)
WGT-V (s)
WMA (s)
- n(s)
WFBS(s)
• 转速调节器ASR
转速调节器ASR常用PI调节器，用以消 除静差并改善动态性能，其传递函数为
WASR
(s)
Kn
ns 1
ns
• 晶闸管交流调压器和触发装置
设A为近似线性机械特性上的一个稳态工 作点，则在A点上
TeA
3np
1Rr'
Us2A sA
（2-3）
在A点附近有微小偏差时，Te= TeA+Te ， Us = UsA + Us ，而 s = sA + s，代入式（22）得
（3）微偏线性化
TeA
Te
3np
1Rr'
(UsA
Us )2 (sA
s)
将上式展开，并忽略两个和两个以上微 偏量的乘积，则
np
Js
1
3npU
2 sA
s2 Rr'
np Js
J np
1
s
3npU
2 sA
12 Rr'
于是，异步电机的近似线性化传递函数为
调压调速的工作原理：
改变定子电压Us
机械特性改变
只考虑稳态转速，未考虑调 速过程的动态特性
转速改变
调速范围窄 （0~Sm） 先转子回路串电阻，使Sm增大，然后调压调速
二 实现设备 晶闸管交流调压器（TVC）
3~
M
特点：每一相上2个晶闸管反向并联
第三节 单闭环调压调速
一 结构原理
3~
n* ASR
增加设备
3 转差功率不变型
转差功率基本不变 变压变频调速（变频调速）
效率更高
设备更高
第二节 调压调速的原理及实现设备
一、调压调速的工作原理：
Te
1
Rs
3npU
2 s
Rr'
/s
Rr' s
2
12
Lls
L'lr
2
n n0 sm
A CB 0.5UsN
F
0.7UsN UsN
O TL
Temax Te
• 异步电机近似的传递函数
异步电机的动态过程是由一组非线性微 分方程描述的，要用一个传递函数来准确 地表示它的输入输出关系是不可能的。
在这里，可以先在一定的假定条件下， 用稳态工作点附近的微偏线性化方法求出 一种近似的传递函数。
（1）异步电机近似的线性机械特性 已知电磁转矩为
Te
1 (Rs
3npU
电动机
调速系统 运动控制系统
伺服系统
转速 转角或位置
交流调速控制系统
设定值（交流电 动机转速）
控制器
反馈值（交流电 动机转速）
电力电子装 置
检测装置
交流电动机
控制交流电动机转速的运动控制系统
交流调速系统
调速系统 运动控制系统 自动控制系统
直流调速系统
伺服系统
过程控制系统
一、若干应用实例
碱赤泥浆槽
2 s
Rr'
/
s
Rr' s
)2
12 (Lls
L'lr
)
2
（2-1）
当 s 很小时，可以认为
Rs
Rr' s
且
1 ( Lls
Llr )
Rr' s
后者相当于忽略异步电机的漏感电磁惯 性。在此条件下，
Te
3np
1Rr'
Us2s
（2-2）
这是在上述条件下异步电机近似的线性 机械特性。
（2）稳态工作点计算
交流调速控制系统
辽宁工业大学 电气工程学院
第一章 绪论
学什么？ 为什么学？ 如何学？
交流调速控制系统
自动控制系统
设定值
控制器
执行机构
被控对象
反馈值
检测装置
运动控制系统 自动控制系统
过程控制系统
运动控制系统
设定值（转速、 转角、位置）
控制器
反馈值（转速、 转角、位置）
电力电子装 置
检测装置
速”
电力电子技术的发展
计算机及数字控制技 术的发展
矢量控制、直接转矩 控制
其他
交流调速性能的提高
交、直流调速系统的比较（直流电机的缺点）
贵、重 电刷、换向器限制了直流电动机的容量和
速度 106 KW r / min
电刷产生火花
电刷磨损、可靠性差、维护量大
第二章 调压调速
第一节 调速系统的分类 第二节 调压调速的原理及实现设备 第三节 单闭环调压调速 第四节 转差功率损耗分析 第五节 晶闸管交流调压器在电机软起动器中的
应用 第六节 双闭环调压调速
第一节 调速系统的分类
Pm 1 s Pm sPm
机械功率P2 转差功率Ps 转差功率消耗型 转差功率馈送型 转差功率不变型
1 转差功率消耗型
转差功率全部消耗在转子回路中
转子回路串电阻调速
效率最低
调压调速
设备简单
2 转差功率馈送型
大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入 串级调速/双馈调速 效率高
流量计
碱赤泥浆
球磨机
碱赤泥浆泵 电机
频率设定值
变频器
DCS
磁铁矿浆
现场显示仪表 流量计
浮选车间
频率反馈 泵
传动电机
频率设定值
变频器
PLC
浓密机矿浆 分矿箱
流量计
显示仪表
电动 调节阀 阀位信号反馈
浮选柱过程
阀门开度输出 PLC
二、发展历史
1、20世纪80年代以前： “直流调速，交流不调速”
2、20世纪世纪末—至今： “交流调速占主导地位，并将逐步取代直流调
Te
3np
1Rr'
(2U sA sA U s
U
2 sA
1
ห้องสมุดไป่ตู้
)
（2-7）
式 （ 2-7 ） 就 是 在 稳 态 工 作 点 附 近 微 偏 量
Te与Us和间的关系。
带恒转矩负载时电力拖动系统的运动方程
式为
Te
TL
J np
d
dt
按上面相同的方法处理，可得在稳态工作 点A附近的微偏量运动方程式为
Te
TL
TeA Te
3np
1Rr'
(U
2 sA
sA
2U sA sA U s
U s2A s)
（2-4）
从式（2-4）中减去式（2-3），得
Te
3np
1Rr'
(2U sA sA U s
U s2A s)
（2-5）
已知转差率
s
1
1
，其中1是同步角转
速， 是转子角转速，则
s 1
(2-6)
将式（2-6）代入式（2-5），得
装置的输入-输出关系原则上是非线性的， 在一定范围内可假定为线性函数，在动态 中可以近似成一阶惯性环节，正如直流调 速系统中的晶闸管触发和整流装置那样。 传递函数可写成
WGTTVC (s)
Ks Tss 1
• 测速反馈环节
考虑到反馈滤波作用，测速反馈环节FBS 的传递函数可写成
WFBS (s) Ton s 1