电动机转矩转速控制机电控制培训课件.ppt

2019年10月17日星期四,1,机电控制工程,第三章 电动机转矩转速控制,2019年10月17日星期四,2,概述,内容 旋转电动机基本原理 直流电动机的原理及控制 直流无刷电动机的控制 永磁同步电动机的控制 交流感应电动机的控制,2019年10月17日星期四,3,第一节 旋转电动机基本原理,电磁场耦合模型,2019年10月17日星期四,4,四端模型：电端点对选（i，） 机械端点对选（Tm，）,独立变量对：（1）（ ， ） （2）（i， ）,2019年10月17日星期四,5,e,i,Ni 磁动势, H 磁场强度, B（H） 磁通密度, （SB） 磁通, （ N） 磁链,2019年10月17日星期四,6,e,i,2019年10月17日星期四,7,e1,e2,磁场能量,2019年10月17日星期四,8,e1,e2,i10，互感项,2019年10月17日星期四,9,为使Tm 0，必须使上式中至少一个L或M 对的导数0,因此有两类电动机： （1）L固定，M可变固定磁阻电动机（至少两个回路） （2）M固定，L可变变磁阻电动机（一个回路即可）,2019年10月17日星期四,10,u1,u1,u,固定磁阻电动机 变磁阻电动机,2019年10月17日星期四,11,互感电动势 自感电动势 速度电动势 （反电动势）,2019年10月17日星期四,12,能量守恒方程,旋转一周后状态复原,2019年10月17日星期四,13,转矩与电压平衡方程,2019年10月17日星期四,14,第二节 直流电动机原理和特性,工作原理,2019年10月17日星期四,15,2019年10月17日星期四,16,线圈多到一定程度时,2019年10月17日星期四,17,线圈多到一定程度时,2019年10月17日星期四,18,转矩平衡方程,电压平衡方程,2019年10月17日星期四,19,静态特性,2019年10月17日星期四,20,2019年10月17日星期四,21,动态特性,2019年10月17日星期四,22,2019年10月17日星期四,23,2019年10月17日星期四,24,2019年10月17日星期四,25,第三节 直流电动机驱动电路,自学,2019年10月17日星期四,26,第四节直流电动机转矩转速控制,直流电动机转速（转矩）控制的一般形式,2019年10月17日星期四,27,电流环,2019年10月17日星期四,28,2019年10月17日星期四,29,则,2019年10月17日星期四,30,只和J有关，与Ta和Ke无关,2019年10月17日星期四,31,2019年10月17日星期四,32,作用 加快电流建立速度，提高频响； 直接控制动态力矩； 保护作用，避免过电流；,2019年10月17日星期四,33,速度环,2019年10月17日星期四,34,2019年10月17日星期四,35,第五节无刷直流电动机,有刷直流电动机的缺点 换向器火花 电磁噪音 易燃、易爆 换向器寿命 易磨损 易积碳 换向器加工工艺复杂、成本高 转子散热不良,2019年10月17日星期四,36,工作原理,2019年10月17日星期四,37,2019年10月17日星期四,38,2019年10月17日星期四,39,2019年10月17日星期四,40,2019年10月17日星期四,41,2极无刷电机,4极无刷电机,2019年10月17日星期四,42,2019年10月17日星期四,43,2019年10月17日星期四,44,2019年10月17日星期四,45,数学模型,2019年10月17日星期四,46,2019年10月17日星期四,47,无刷直流电动机的转速控制,2019年10月17日星期四,48,第六节永磁同步电动机矢量控制,工作原理,2019年10月17日星期四,49,2019年10月17日星期四,50,2019年10月17日星期四,51,数学模型,三相 正交两相,dq变换,2019年10月17日星期四,52,2019年10月17日星期四,53,2019年10月17日星期四,54,2019年10月17日星期四,55,矢量控制,PWM逆变器,MS,PS,2019年10月17日星期四,56,第七节交流感应电动机,原理与结构,2019年10月17日星期四,57,2019年10月17日星期四,58,2019年10月17日星期四,59,等效电路 等效为旋转的变压器,转子感应电流,折合到定子,转差率,2019年10月17日星期四,60,2019年10月17日星期四,61,电磁转矩,2019年10月17日星期四,62,力矩为S的函数，且非线性,2019年10月17日星期四,63,机械特性 堵转转矩 最大转矩,2019年10月17日星期四,64,2019年10月17日星期四,65,第八节 交流感应电动机变频调速,恒压频比调速（VVVF）,2019年10月17日星期四,66,2019年10月17日星期四,67,转差频率控制,条件：稳定运行时，S很小（约0.020.05），则可认为SX2R 2，则有,2019年10月17日星期四,68,2019年10月17日星期四,69,条件：不变Im不变,2019年10月17日星期四,70,转速 控制器,电流 控制器,逆变器,电流反馈,I1*,I1,IM,TG,1,2019年10月17日星期四,71,第九节交流感应电动机矢量控制,数学模型,2019年10月17日星期四,72,dq变换,2019年10月17日星期四,73,1.转子电压平衡方程,其中,直轴分量,交轴分量,2019年10月17日星期四,74,2.转子磁链方程,直轴分量,交轴分量,励磁电流,转子磁链角速度,带入电压平衡方程可得,2019年10月17日星期四,75,3.定子电压平衡方程,其中,直