交流永磁同步電機(jī)的變頻控制.ppt
《交流永磁同步電機(jī)的變頻控制.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《交流永磁同步電機(jī)的變頻控制.ppt(19頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
項(xiàng)目6 數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),任務(wù)6.7 交流永磁同步電機(jī)的變頻控制系統(tǒng),按磁場定向的矢量控制系統(tǒng)(了解),梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)(無刷直流電動(dòng)機(jī))的自控系統(tǒng)(掌握) 正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控系統(tǒng) (掌握),一、交流永磁同步電機(jī),,同步電機(jī),永磁式同步電機(jī),反應(yīng)式同步電機(jī),磁滯式同步電機(jī),永磁式同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由永久磁鋼制成,結(jié)構(gòu)形式可以是凸極式,也可以是隱極式。 隱極式電機(jī)氣隙均勻,凸極式則不均勻,但凸極效應(yīng)能產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩。,思考:哪個(gè)是凸極式哪個(gè)是隱極式?,圖6-7-1,工作原理: 定子繞組與三相電源接通后可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,根據(jù)異性相吸原理,定子N0極(或S0極)吸住永磁轉(zhuǎn)子的S極(或N極),使轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場以同一速度旋轉(zhuǎn)起來。 顯然,改變磁極對數(shù)P可以實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速,且P較大時(shí),成為低速電機(jī);而改變f可以實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速。,同步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與定、 轉(zhuǎn)子磁場軸線之間的夾角α的大小有關(guān)。 如圖6-7-2所示。對于磁極對數(shù)p=1的隱極式轉(zhuǎn)子的永磁式同步電動(dòng)機(jī)來說: 當(dāng)α=0時(shí),轉(zhuǎn)子只受到徑向力的作用,不會形成電磁轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)0<α<90時(shí),轉(zhuǎn)子受到的作用力可以分解為一個(gè)徑向分量和一個(gè)切向分量,其中切向分量產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)α=90時(shí)轉(zhuǎn)子只受到切向力的作用,電磁轉(zhuǎn)矩最大,稱為最大同步轉(zhuǎn)矩。,圖6-7-2 永磁式同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 (a) α=0; (b) 0<α<90; (c) α=90,,(a),(b),(c),因此,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加時(shí),穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速n雖然不變, α卻相應(yīng)增大。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大同步轉(zhuǎn)矩(α900) ,電動(dòng)機(jī)就會帶不動(dòng)負(fù)載,轉(zhuǎn)速便會下降即而出現(xiàn)所謂的失步現(xiàn)象,直到轉(zhuǎn)速下降為零。,永磁同步電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn): (1)轉(zhuǎn)速與電壓頻率嚴(yán)格同步; (2)功率因數(shù)高到1.0; 存在的問題: (1)起動(dòng)困難; (2)重載時(shí)有振蕩,甚至存在失步危險(xiǎn);,對于起動(dòng)問題: 通過變頻電源頻率的平滑調(diào)節(jié),使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升,實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。 對于振蕩和失步問題 : 由于采用頻率閉環(huán)控制,同步轉(zhuǎn)速可以跟著頻率改變,于是就不會振蕩和失步了。,問題解決思路,他控變頻調(diào)速系統(tǒng) 用獨(dú)立的變壓變頻裝置給同步電動(dòng)機(jī)供電的系統(tǒng)。 自控變頻調(diào)速系統(tǒng) 用電動(dòng)機(jī)本身軸上所帶轉(zhuǎn)子位置檢測器提供的轉(zhuǎn)子位置信號來控制變壓變頻裝置換相時(shí)刻的系統(tǒng)。,二、他控變頻調(diào)速系統(tǒng),按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制系統(tǒng) 基本原理和異步電動(dòng)機(jī)矢量控制相似,也是通過坐標(biāo)變換,把同步電動(dòng)機(jī)等效成直流電動(dòng)機(jī),再模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法進(jìn)行控制。,無刷直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理和直流電動(dòng)機(jī)是等效的。無刷直流電動(dòng)機(jī)采用電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器,用靜止的電子換向電路代替了機(jī)械式的電刷和換向器。 在無刷直流電動(dòng)機(jī)中,三相繞組通入的方波驅(qū)動(dòng)電流具有雙極性、方波寬度為120。角度、三相電流相位差120。電角度的特性。三相繞組方波電流由V1~V6大功率晶體管組的逆變器生成。,三、自控變頻調(diào)速系統(tǒng),1、無刷直流電動(dòng)機(jī)的方波電流驅(qū)動(dòng),每60度時(shí),V1~V6導(dǎo)通狀態(tài)改變一次,定子三相繞組中電流狀態(tài)改變一次,定子磁場轉(zhuǎn)動(dòng)60度,轉(zhuǎn)子也步進(jìn)60度。,無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是無刷直流電動(dòng)機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速狀態(tài)下,根據(jù)速度給定指令的大小,經(jīng)速度和電流調(diào)節(jié),通過PWM控制,換向邏輯控制電路輸出的基極驅(qū)動(dòng)脈沖頻率發(fā)生變化,從而使逆變器輸出的方波電流頻率也隨之變化,最終實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。 和直流電動(dòng)機(jī)改變電樞電壓極性從而改變轉(zhuǎn)向的控制不同,無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制是根據(jù)速度給定指令中的方向信號,經(jīng)邏輯換向控制,使逆變器中的大功率晶體管的通斷順序發(fā)生改變,從而改變?nèi)嗤婍樞?,使定子磁場的轉(zhuǎn)向改變,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。,首先,交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距表達(dá)式 T= KT IΦ 式中 KT是比例系數(shù) I是定子電流幅值 Φ是轉(zhuǎn)子磁鏈 由于KT是常數(shù),Φ是轉(zhuǎn)子磁鏈,對于同一電機(jī)來說認(rèn)為是常數(shù)。因此電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與正比于定子電流幅值,控制定子電流幅值就能很好地控制轉(zhuǎn)矩,和直流電動(dòng)機(jī)完全一樣。,2、正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻,正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻系統(tǒng),由電機(jī)轉(zhuǎn)子上的位置檢測裝置測的轉(zhuǎn)子位置角θ,經(jīng)正弦信號發(fā)生器得到三個(gè)正弦波位置信號分別為: a=sinθ b=sin(θ-1200) c=sin(θ+1200) 速度指令Un*與反饋指令Un比較后,通過速度調(diào)節(jié)器ASR輸出轉(zhuǎn)矩指令T*,T*與電流I*成正比,在乘法器中與a、b、c相乘得到三相電流信號 iU*= Isinθ iV*= Isin(θ-1200) iW*= Isin(θ-1200),三相電流指令i*U、i*V、i*W 在與電流檢測反饋信號iU、iV、iW比較后,通過電流調(diào)節(jié)器ACR得到正弦波控制信號,然后經(jīng)SPWM控制及驅(qū)動(dòng)電路獲得六個(gè)大功率晶體管基極驅(qū)動(dòng)電壓,控制主電路中的六個(gè)大功率晶體管的導(dǎo)通和截止,輸出U、V、W三相正弦波電流控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 交流 永磁 同步電機(jī) 變頻 控制
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-2810775.html