交流电机拖动的运动控制系统

要： 在拖 动 系统 中， 交流 电机比直流电机应 用广泛 ， 这不但是 因为交流 电源比直流 电源变压方便 ， 更是 因为交
流电机 ， 尤其是三相 鼠笼异 步电机结构 简单、 造价低廉且运行可靠。 实际的控制 系统 中， 在 安装转速测量的装置 又给整 个 系 带来了不便检修 和体积增大、 统 可靠性降低的 问题。为 了解决这 些问题 ， 工程技术人 员研 究出了无速度传感器的 感应 电机控制 系统。不用位置传感器并不是 不需要速度信号 ， 而是通过对 电机的转速进行观 测和估 计来代替传感 器，
片 ， 前 轴 后 转 ， 加 大 主 销 后 倾 角 ， 试 运 行 调 试 ． 拉 机 运 使 再 再 拖 行 中 ， 速 后 有 时 出 现 自 由跳 档 现 象 ， 要 是 拔 叉 轴 槽 磨 损 、 变 主
以 上 是 从 技 术 层 面 分 析 的 ，在 对 农 民 的操 作 农 用 机 械 水
平 、养 护 知 识 的 提 高 上农 村 相 关部 门还 要 加 大 对 农 民技 术 指
拔 叉 弹 簧 变 弱 、 杆 接 头 部 分 间 隙过 大 所 致 。 以采 用 修 复 定 连 可 位 槽 、 换 拔 叉 弹 簧 、 档 到 位 后 便 可 达 到 正 常 变 速 。解 决 机 更 挂
去 皮 和 籽 ， 洗 净 后 放 入 水 箱 内 ， 期 更 换便 可 除 水垢 。 清 定
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油 缸 和 前 引 导 轮 ， 据 车 轮 、 胎 和 轮 距 部 分 要 求 紧 固车 轮 和 根 轮
车桥螺栓 ． 查后 桥轴承 、 轮轴 承 、 桥 、 械前轮驱 动轴 、 检 前 前 机
从 而构成无速度传感 器的感应 电机 向量控制 系统 。 关键词 ： 交流电机 ； 动 ； 拖 运动控制
中图分类号 ：Ｍ３ Ｔ 文标识码 ： Ａ文章编号 ：０ ７ ８２ （０ １０ — ０ ９ ０ １０ — ３ ０ ２ １ ）９ ０ ７ — １
Ｔｈ ａ ｆ ｔ ｅ ＡＣ ｏ ｏ ｏ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｅ ｄｒ ｇ ｏ ｈ ｍ ｔ ｒ ｍ ｔｏ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
频率基 础上降低频率 ， 一个是在额定频率基 础上 升高频率 。 额
定 频 率 称 为 基 频 ， 此 ， 额 定 频 率 基 础 上 降 低 频 率 的 调 速 方 因 在 法 称 为基 频 向下 调 速 ，在 额 定 频 率 基 础 上 升 高 频 率 的 调 速 方 法 称 为基 频 向上 调 速 。 般 认 为 ， 电机 调 速 时 要 保 持 电机 的 一 在 主磁 通 不 变 。这 是 考 虑 到 对 于 电机 铁 芯 利 用 和 能 量方 面 的 原 因 。 由感 应 电机 定 子 端 的 电势 公 式 ： １ ． ｆ ｌ ｌ Ｅ＝ ４ ￣ ｋ ４ ４Ｎ Ｎ
三 点 悬 挂 架 和 提 升 连 杆 及 前 动 力 输 出轴 等 等 。定 期 维 修 保 养
３ 农用 拖拉 机检修 与保 养 中要注 意的 问题
农 用 拖 拉 机 在 维 修 与 保 养 中常 要 注 意 ：不 可 忽 视 油 底 壳 机 油 质 量 ， 拉 机 发 动 机 要按 照规 定 的 周期 定 期 清 洁 油 箱 ， 拖 更 换 机 油 ： 可 忽 视对 排气 管 和 消声 器 的保 养 ， 不 不清 除排 气 管 道 及 消 声 器 积 碳 会 致 使 积碳 过 厚 ， 成 废 气 排 不 尽 ， 通 气 ， 造 不 燃 烧 恶 化 ； 可 忽视 冷 却 水 的冷 却 效 果 ， 却 效 果 却 很 差 ， 不 冷 因而 常 引发 多 种 故 障 ； 可 忽 视 出 油 阀 的质 量 ， 油 阀质 量 不 好 或 不 出 磨 损 后 ， 造 成 柴 油 机 许 多 故 障 ； 可 忽 视 气 门弹 簧 的质 量 ， 会 不 除 了要 使 用 质 量 好 的 弹 簧 外 ，还 要 对 弹 簧 的 弹力 经 常 进 行 检
１ 交 流 电机拖 动 系统概 述
众所 周 知 ，交 流 电 机 按 工 作 方 式 和 运 行 速 度 来 分 可 以 分 为 感 应 （ 步） 机 和 向 步 电 机 两 大 类 ， 控 制 的方 法 各 不 相 异 电 其 同 。 随着 继 电 、 触 器 在 电气 系统 中 的广 泛 应 用 ， 应 电机 的 接 感
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（ｈｎ ｄ ｏｌ ｅ Ｓｃ ｕｎ Ｎ ｒ ａ ｎｖ￣ ｔ Ｃ ｅｇ ｕ Ｓ ｈ ａ １ ７５ Ｃ ｉａ Ｃ ｅｇ ｕ Ｃ ｌ ｇ， ｉ ａ ｏｍ ｌＵ ｉ ｉ ， ｈｎｄ ｉ ｕｎ ６ １４ ，ｈｎ） ｅ ｈ ｅ ｙ ｃ
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一
２１ 感应电机变频调 速系统 ．
从 感 应 电机 同 步 转 速 的公 式知 道 ．通 过 改 变 电 机 定 子 电 源 的 频 率 ， 但 能 够 实 现 感 应 电机 频 率 的 调 节 。 且 可 以得 到 不 而 很 多 其 他 调 速 方 法 达 不 到 的调 速效 果 。 着 电力 电 子 技 术 、 随 控 制 技术 以及 电 子 计算 机技 术 的发 展 ，变 频 调 速 已经 成 为 当前 感 应 电 机 调 速 的 主 流 ，有 相 当 多 的学 者 和 工 程 师 在 这 方 面 进 行 了研 究 和 实践 ， 有 不 少 成 熟 的 产 品 。 也 电压 频 率 的 变化 和调 节 可 以有 两 个 方 向 ：一 个 是 在 额 定
多领域得到了广泛的应用 。
收稿 日 ：０ １ ０ — Ｏ 期 ２ ｌ— ７ ２ 作者 简介 ： 蒋涛（９５ ）男 ， １８一 ， 四川广安人 ， 大学本科 ， 助教 ， 究 研 方 向： 电子类教 学。
通调速 ， 就必须使 电机定子端 的电压升高。但是 这样 一来 ， 电 机的能耗必然加大 ， 一般不允许这样操作。因此 ， 在基频 向上
第 ３ ８卷 第 ９期 ・ 术 学
ＶｏＩ ． ３８ Ｎｏ． ９
湖
南
农
机
２ Ｏ１１年 ９ 月
Ｓｅｐ． ２０１１
ＨＵＮＡＮ ＡＧＲＩ ＣＵＬ ＵＲＡＬ Ｔ ＭＡＣＨＩ ＲＹ ＮＥ
交流 电机拖 动 的运 动控制系统
蒋 涛
（ 四川 师范 大学成 都学 院 ， 四川 成都
摘
６ １４ ） １７５
题 。 基频向下调速 。 ① 在基频 向下调速 的同时要保证电机的主
磁 通 不 变 ， 需 要 同 时使 电机 定 子 的 电动 势 下 降 ， 是 由 于 电 则 但 机 定 子 的 电动 势 不 好 控 制 ， 以在 精 度 要 求 不 高 时 ， 以认 为 所 可
子 技 术 和 计 算 机 技 术 、控 制 技 术 相 互 结 合 使 交 流感 应 电 机 的
调 速 时 只 能 保 持 定 子 电 压 维持 额定 值 的情 况 。随 着 频 率 的 不
断升高 ， 定子 电压维持恒定 ， 电机 主磁通 只能逐渐下降——这
是 一种 “ 弱磁” 的调速方式 。
（ 下转第 ８ 页） １
第３ ８卷第 ９期
苏 鸿 伟 ： 用 拖 拉 机 的保 养 与 维 修 农
比例地降低定子 电压 ， 而保证近似恒磁通调速 。 从 ②基频 向上
调速 。 在基频向下调速的同时适当调整定子端 的参数 ， 可以保
证 电机 的主 磁 通 不 变 。 基 频 向上 调速 时 ， 果也 要 实 现 恒 磁 在 如
制系统 ， 这些调速控 制系统业 已形 成了一些 成型的产品 。 在很
查 ， 现 弹 力不 足 。 及 时 进 行 更 换 。 发 要
就 是 按 保 养 维 修 的上 述 方 式 方 法 ， 周 期对 拖 拉 机保 养 。 可 按 也 以 具 体 的 咨 询 经 销 商 ， 家 ， 照 说 明书 规 定 的周 期 等 进 行 检 厂 按 查与维修 。
２３ 常用的拖拉机维修保养技巧 ．
些 简单控制 ， 变极调速 、 级分档的调压调速等。 如 分 感应 电机从转子 的结构上 又可以分为 鼠笼型（ 称笼型） 简
转 子 和 绕 线 型 （ 称 线 型 ） 子 两 类 。 笼 型 转 子 的 感 应 电 机 结 简 转 构 比线 型 转 子 的感 应 电 机 简 单 ，但 是 由 于 运 行 时 转 子 端 的 电 磁 关 系 不 能 够 直 接 得 到 ， 此 影 响 了 其 实 际 的 控 制 效 果 和 运 因 用 ： 型 转 子 的 感 应 电 机 运 行 时 转 子 端 的情 况 易 于 检 测 和 控 线 制 ， 是 其 结 构 和 接 线 又 比笼 型 转 子 的复 杂 。总 之 ， 者 各 有 但 二 千 秋 。近 年来 。 计 理 论 在 笼 型 感 应 电机 的 控 制 上 屡 有 应 用 ： 估 主要 是 通 过 状 态 空 间理 论 中 的估 计 方 法来 对 笼 型感 应 电 机 转 子 端 的情 况 进 行 估 计 ， 得 了很 好 的控 制 效 果 。 取
对 于 突 发 性 供 油 不 足 故 障 ． 以排 出空 气 更 换 柱 塞 、 油 可 喷
嘴 。 果 后 仍 不 见 效 ， 以 换 一 粒 小 钢 球 ， 可 用 自行 车 飞 轮 如 可 也
钢球代替 。对于方 向盘震抖 、 前轮摆头故 障 ， 在没有仪器检测
的情 况 下 。可 以 在 钢 板 弹 簧 与 前 轴 支 座 平 面 后 端 加 塞 楔 形 铁
可 知 ，如 果 在 变 频 调 速 时 单 方 面 改 变 频 率 的 大小 则 不 能 保 证 电机 的 主磁 通 不 变 。 因此 在 变 频 调 速 时 必须 考虑 这个 问
２ 交流 感应 电机 调速 系统 的性 能分 析与应 用
在 电力 电子 器 件 出现 以后 ， 别 是 近 十 几 年 以来 ， 特 电力 电
调 速 得 到 了很 大 的发 展 。 目前 。主要 的交 流 感 应 电机 调 速 系
定子 电压与 电动势基本相等 ， 即在 降低定子频率 的同时 ， 也成
统 主 要 有 改 变 电 压 频 率 的 变 频 调 速 系 统 ， 坐 标 变 换 和 观 测 以 器 为 主 要 控 制 手 段 的 向量 控 制 系统 ， 以及 直 接 和 间 接 转 矩 控