交流调速复习纲要.doc

作用在磁路上的总磁动势恒等于闭合磁路内各段磁压降之和。在磁动势作用下，还会产生没有穿过气隙主要经由铁心外空气磁路而闭合的磁场，称之为漏磁场。在磁路为非线性情况下，磁能和磁共能互不相等。若将磁场能能释放出来转换为机械能，前提条件就是要有可运动部件。由电流变化所引起的感应电动势，称为变压器电动势；括号内第三项是因转子运动使绕组A和B相对位置发生位移(r变化)而引起的感应电动势，称为运动电动势。产生感应电动势是耦合场从电源吸收电能的必要条件；产生运动电动势是通过耦合场实现机电能量转换的关键。与此同时，转子在耦合场中运动将产生电磁转矩，运动电动势和电磁转矩构成了一对机电耦合项，是机电能量转换的核心部分。由于转子运动使气隙磁导发生变化引起的，将由此产生的电磁转矩称为磁阻转矩。相应地将由转子励磁产生的电磁转矩称为励磁转矩。对调速系统而言，如果系统的给定信号是恒值，则希望系统输出量即使在外界扰动情况下也能保持不变，即系统的抗扰性能十分重要。对伺服系统而言，位置指令是经常变化的，是个随机变量，系统为了准确地跟随给定量的变化，必须具有良好的跟随性能，也就要求提高系统的快速响应能力。对电动机的各种控制，归根结底是对电磁转矩的控制，对电磁转矩的控制质量将直接影响到整个控制系统的性能。空间对称分布的三相绕组通入三相对称交流电后便能产生旋转磁场。定、转子旋转磁场相互作用会产生电磁转矩，若该电磁转矩大于负载转矩，转子就会由静止开始旋转，速度为电角速度。转子速度总是要小于定子旋转磁场速度，这是因为如果等于，那么定子旋转磁场就不能再在转子绕组中感生电流，电磁转矩也将随之消失，因此感应电机又称为异步电机。图1-32中，和分别是和流经定、转子单轴线圈后产生的定、转子励磁磁链场（穿过气隙），因为和分别是由定、转子磁动势矢量和产生的，所以等效励磁电感Lm是表征定子或者转子三相绕组共同作用的参数，即为电机学中三相感应电动机等效电路中的等效励磁电感Lm。与的合成矢量为，为气隙磁链矢量，与定、转子励磁磁场的合成磁场相对应，通常被称为气隙磁场，与电机学中所指的三相感应电动机的气隙磁场系同一个磁场。和分别与定、转子漏磁场相对应，其方向各自与和相一致。为定子磁链矢量，与定子磁场相对应，定子磁场是气隙磁场与定子漏磁场的合成磁场；为转子磁链矢量，与转子磁场相对应，转子磁场是气隙磁场与转子漏磁场的合成磁场。 (1-158) (1-159)式(1-158)和式(1-159)在形式上更直观地反映了电磁转矩生成的机理，即电磁转矩是定、转子单轴线圈各自产生的励磁磁场相互作用的结果；由“Bli”观点，也可看成是转子电流在定子励磁磁场作用下产生的，两者实质上是一致的。 (1-161) (1-162) (1-163)式(1-161)和式(1-163)是基于气隙磁场表示的电磁转矩方程。电磁转矩也可看成是气隙磁场与转子励磁磁场或与定子励磁磁场相互作用的结果。矢量控制核心是直接控制产生转矩的各空间矢量，不仅在稳态下，在动态下也能严格地控制各矢量在空间复平面内的幅值和相位，因而可以精确地控制转矩。所以矢量控制是一种以动态控制为出发点，追求动态控制品质的现代控制技术。矢量控制使得同步电动机速度和位置的控制水平可与直流电动机相媲美，矢量控制三相永磁同步电动机已被广泛用于数控机床等高性能伺服驱动中。矢量控制理论的出现使交流电机控制技术的发展步入了一个全新的阶段。目前矢量控制技术获得了广泛应用，使得交流伺服系统逐步取代了直流系统。矢量控制是一种新的控制思想，其理论基础是空间矢量理论，空间矢量、矢量变换和矢量方程是矢量控制理论的主要方面。调压调速的三种方法： 1.自耦调压器-对小容量电机,体积重量大。 2.饱和电抗器-控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。 3.晶闸管三相交流调压器-用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。交流变频调速的优点：（1）调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；（2）起动电流小，而起动转矩大；（3）起动平稳，消除机械的冲击力，保护机械设备；（4）对电动机具有保护功能，降低电动机的维修费用；（5）具有显著的节电效果；（6）通过调节电压和频率的关系方便地实现恒转矩或者恒功率调速。 串级调速的基本原理工作原理： 三相异步电动机的转子感应电压为：E2=sE20转子电流为：串入附加电势与感应电势相位相反时，转子电流变小，拖动转矩的减小，设原来电机拖动转矩与负载相等处于平衡状态，串入附加电势必然引起电动机降速，在降速的过程中，随着速度减小，转差率S增大，分子中sE2回升，电流也回升，使拖动转矩升高后再次与负载平衡，降速过程最后会在某一个较低的速度下重新稳定运行。串入附加电势与感应电势相位相同时，转子电流相同，拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与