原理图和工作原理训练

原理图和工作原理训练要求:能绘出几种直流调速系统的稳态结构图和动态结构图;说明工作原理.P23图1-25转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图P27图1-27转速负反馈闭环直流调速系统给定作用和扰动作用P29图1-31带电流截止负反馈的转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图P46

图1-36比例控制电压负反馈闭环直流调速系统的稳态结构图（给定作用和扰动作用）P47图1-55带电压负反馈和电流正反馈的转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图P54图2-5转速、电流双闭环直流调速系统稳态结构图P56图2-6转速、电流双闭环直流调速系统动态结构图P58图2-8转速、电流双闭环直流调速系统动态抗扰作用根据所给定的结构图写工作原理（分主电路和控制电路写）

1、独立控制励磁的调速系统结构

-AFR+GTFCUif-VFCU*ifRP2MTGnASRACRU*nRP1-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPE+TGM工作原理（之一）（1）主电路——三相工频交流经电源电力电子变换器UPE进行调压，给直流电动机供电．

当电机转速在0.95额定转速以下时（调压调速范围内），因为励磁磁通不变，容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”。（２）电流内环——霍尔电流传感器TA检测直流电动机电枢电流，经过电平转换电路，作为电枢电流反馈信号Ui，与转速调节器输出的电流给定信号Ui*进行比较，偏差经电流调节器ACR产生控制电压，控制电力电子变换器UPE的相应的功率器件的开通/关断，实现对直流电动机的转速调节。（３）转速外环——与直流电动机同轴旋转的测速发电机TG检测三相电动机的实际转速Un，与调节RP1可调电阻所产生转速给定信号Un*进行比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，转速调节器的输出作为电流调节器的给定信号，通过电流内环对直流电动机进行调速。工作原理（之二）当电机转速在0.95额定转速以上时（弱磁调速范围内），转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，是为“恒功率调速方式”。（4）励磁主电路——三相工频交流电源经励磁电流可控整流装置VFC进行调压，给直流电动机励磁．（5）励磁控制回路——霍尔电流传感器检测直流电动机励磁电流，经过电平转换作为励磁电流反馈信号Uif

，与调节RP2可调电阻所产生励磁给定信号Uif

*进行比较，偏差经励磁电流调节器AFR产生控制电压，控制励磁电流可控整流装置VFC相应的功率器件的开通/关断，进行直流电动机励磁电流调节，实现对直流电动机的弱磁升转。

为保持电枢电压为额定值不变，同时需要调节RP1，以提高电压。2、非独立控制励磁的调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P92图2-36图中:TVD——电压隔离器；

AE——电动势运算器；

AER——电动势调节器；TVDAETGnASRACRU*nRP1-UnUiU*i-UcTAVM-UdIdUPE-AFR+GTFCUif+VFCU*if+RP2AERUi-U*eUeTAFCUvTGM工作原理（之一）（1）主电路——三相工频交流电源电力电子变换器UPE进行调压，给直流电动机供电．

（２）在95%基速以下调压调速:

由RP2提供基速时电动势的给定电压Ue*

，并使Ue*=

95%UN。设置n<95%n

N

，则经过电动势计算单元AE，得到电动势E<95%UN

；此时，Ue*>Ue

，电动势调节器AER饱和，相当于电势环开环；AER的输出限幅值设置为满磁给定，加到励磁电流调节器AFR，由AFR调节保持磁通为额定值；用RPn调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用，励磁磁通不变；容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”

①转速外环——与直流电动机同轴旋转的测速发电机TG检测三相电动机的实际转速Un，与调节RPn可调电阻所产生转速给定信号Un*进行比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，转速调节器的输出经限幅后，作为电流调节器的给定信号，通过电流内环对直流电动机进行调速。工作原理（之二）

②电流内环——霍尔电流传感器TA检测直流电动机电枢电流，经过二极管整流电路和电平转换电路，作为电枢电流反馈信号Ui，与转速调节器输出的电流给定信号Ui*进行比较，偏差经电流调节器ACR进行调节，输出经限幅后作为控制电压，控制电力电子变换器UPE的相应的功率器件的开通/关断，实现对直流电动机的转速调节。（3）在95%基速以上弱磁升速范围，采用恒功率负载，电动势调节器AER退饱和，起作用，励磁电流调节器起作用:电动机的Id

和Ud

都保持满磁时的稳态值不变；如果是恒转矩负载，则随着下降，Id

和Ud

都上升，所以在电动势给定设置时留有5%的余量，让Ud

可以上升到100%UN

。①励磁主电路——三相工频交流电源经励磁电流可控整流装置VFC进行调压，给直流电动机励磁．②励磁内环——霍尔电流传感器检TAF测直流电动机励磁电流，经过电平转换作为励磁电流反馈信号Uif

，与电动势调节器AER的输出（励磁给定信号）Uif

*进行比较，偏差经励磁电流调节器AFR，输出经限幅后作为控制电压，励磁电流可控整流装置UPEF相应的功率器件的开通/关断，进行直流电动机励磁电流调节，实现对直流电动机的弱磁升速。③电动势外环——电动势计算单元计算AE实际电动势，作为电动势反馈信号Ue，与调节RPe可调电阻所产生电动势给定信号Ue

*进行比较，偏差经电动势调节器AER进行控制电动势调节器,AER调节器的输出经限幅后，作为励磁电流调节器的给定信号，通过励磁电流内环作用，实现对直流电动机的弱磁升速.工作原理（之三）工作原理（之四）（4）电动势计算单元AE反电势信号的重构根据直流调速系统主电路回路方程，可采用运算放大器组成模拟计算电路来实现AE。由霍尔电流传感器TA检测直流电动机电枢电流，经过二极管整流电路，作为电动势计算单元AE的电枢电流输入，由检测电阻检测直流电动机电枢电压，经电压隔离器TVD，作为电动势计算单元AE的电枢电压输入，电动势计算单元AE按照公式进行计算，输出实际电动势作为电动势反馈信号Ue。

3、微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P101图3-4工作原理（之一）（1）主电路——三相工频交流电源经二极管不控整流，PWM电路调压，给直流电动机供电．（２）转速外环——数字测速装置光电编码盘检测直流电动机转速，得到粗略的光电脉冲信号，经过脉冲整形得到便于记数的脉冲信号（边沿陡峭），送中央处理器进行脉冲记数，输出转速反馈信号数字量．与转速给定信号数字量进行比较，偏差经数字速度调节器控制，输出电流给定信号数字量．工作原理（之二）（３）电流内环——电流互感器检测直流电动机电枢电流，经过模／数（Ａ／Ｄ）转换，作为电枢电流反馈信号数字量，送中央处理器，与电流给定信号数字量进行比较，偏差经数字电流调节器控制，生成ＰＷＭ脉冲序列，经过驱动电路进行功率放大和脉冲分配，送相应的功率器件（全控型），进行ＰＷＭ调制，通过控制功率器件的导通时间来调节占空比，从而调节ＰＷＭ电路的输出电压，实现对直流电动机的转速调节．工作原理（之三）（４）泵升限制——通过电阻Ｒ１、Ｒ２检测单元测量电力电子变换装置直流侧滤波电容的电压值，经过故障综合和故障保护单元处理，送中央处理器，一旦滤波电容的电压超过容许值，中央处理器发出指令进行泵升限制，泵升限制指令使全控型功率器件Ｖb导通，泵升电压经过Ｒb

电阻泄放电机储存的磁场能，保护电机和电力电子器件．

对于PWM变换器中的滤波电容，其作用除滤波外，还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”。

工作原理（之四）（５）故障综合

⑴电流互感器检测直流电动机电枢电流，经过模/数（Ａ/Ｄ）转换，经过故障综合和故障保护单元处理，送中央处理器。

⑵通过电阻Ｒ１、Ｒ２检测单元测量电力电子变换装置直流侧滤波电容的电压值，经过故障综合和故障保护单元处理，送中央处理器。

⑶电流互感器检测电力电子变换装置直流侧电流，经过故障综合和故障保护单元处理，送中央处理器。

⑷温度传感器检测电力电子变换装置温度，经过故障综合和故障保护单元处理，送中央处理器。中央处理器对以上电压、电流和温度等信号进行分析比较，若发生故障立即通知微机，以便及时处理，避免故障进一步扩大．工作原理（之五）（6）微机数字控制系统其他外围设备

微机数字控制双闭环直流PWM调速系统还配有：

Ｉ/Ｏ接口:通过键盘和显示单元与用户进行通信.

键盘：便于用户输入给定转速的数字量及其他控制量；显示电路：显示所检测的电压、电流和温度值及故障报警等。

通信接口：微机与上位机或其他外设通信;A/D转换器：模拟量通过A/D转换器变为数字量,送入微机进行处理,实现控制和故障处理功能;

PWM生成器：微机(数字控制器)的输出送PWM生成器,产生ＰＷＭ脉冲序列;

故障综合和故障保护接口：中央处理器所测单元的电压、电流和温度等信号进行分析比较，若发生故障立即处理

(含泵升电压限制).4、PWM可逆直流调速系统原理图陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P22图4-1工作原理（之一）（1）主电路——三相工频交流电源经二极管不控整流，可逆电力电子变换器进行调压，给直流电动机供电(正转,正组供电,反转正组供电)。（２）转速外环——与直流电动机同轴旋转的测速发电机TG检测三相电动机的实际转速n，经可调电阻器进行幅值调整，通过电平转换电路,经过模／数（Ａ／Ｄ）转换，作为转速反馈信号数字量，送单片机/微机的中央处理器，与转速给定信号数字量n*进行比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，转速调节器的输出作为电流调节器的数字给定信号，通过电流内环对直流电动机进行(正转/反转)调速。工作原理（之二）（３）电流内环——霍尔电流传感器TA检测直流电动机电枢电流，经过电平转换道路和模／数（Ａ／Ｄ）转换，作为电枢电流反馈信号数字量，送单片机/微机的中央处理器，与转速调节器输出的电流给定信号数字量进行比较，偏差经数字电流调节器产生控制电压，送PWM波生成环节UPW,生成相应的ＰＷＭ脉冲序列，经过驱动电路模块GD,进行光电隔离电路和功率放大,并进行脉冲分配，控制桥式可逆电力电子变换器UPEM的相应的功率器件（全控型）的开通/关断，进行ＰＷＭ调制:通过控制功率器件的导通时间来调节占空比，从而调节ＰＷＭ电路的输出电压，实现对直流电动机的转速调节。5、α=β配合控制有环流可逆V-M系统正向电动运行过程+++----++Id陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P126图4-8MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc----Pn正向电动运行工作原理KF闭合,加入正向给定电压U*n=“+”,由于转速调节器ASR属于反向放大电路,ASR的输出作为电流调节器的给定:U*i=“-”,电流调节器ACR属于反向放大电路,电流调节器ACR的输出Uc=“+”,作为正组控制电压控制GTF产生触发脉冲序列，经过驱动电路模块进行光电隔离电路和功率放大,并进行脉冲分配，控制正组电力电子变换器VF相应功率器件的开通/关断(整流)，直流电动机正转,通过控制功率器件的导通时间来调节占空比(ＰＷＭ调制)，从而调节ＰＷＭ电路的输出电压，实现对直流电动机的转速调节．电流调节器ACR的输出Uc=“+”,经反号器AR产生正组控制电压控制GTR产生触发脉冲序列，经过驱动电路模块进行光电隔离电路和功率放大,并进行脉冲分配，控制组反组电力电子变换器VR相应功率器件的开通/关断(实为待逆变)。6、α=β配合控制有环流可逆V-M系统正向制动(本组逆变过程)MVRVF-1ARGTRGTFUcASRACRU*n+-UnUiU*i+-TGLc1Lc2Lc3Lc4TMTALdUc+++----++Id0+--++----本组逆变阶段工作原理发出停车（或反向）指令后，转速给定电压突变为零（或负值）；ASR输出跃变到正限幅值+U*im

；ACR输出跃变成负限幅值-Ucm

；电流由正向负载电流下降到零，其方向未变，因此只能仍通过正组VF流通，

VF由整流状态很快变成的逆变状态，同时反组VR由待逆变状态转变成待整流状态。在VF-M回路中，由于VF变成逆变状态，极性变负，而电机反电动势E极性未变，迫使电流迅速下降，主电路电感迅速释放储能，企图维持正向电流，大部分能量通过VF回馈电网，所以称作“本组逆变阶段”。由于电流的迅速下降，这个阶段所占时间很短，转速来不及产生明显的变化。7、逻辑控制无环流可逆调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P130图4-11

ASRDLC-1TAVRVFGTR2ACRMTGGTF1ACR+U*nUn-UiU*iUcfUblfUblrUcrU*i+UiU*iUi0LdAR----+8、转差频率控制的转速闭环

变压变频调速系统FBS电压型逆变器PWMM3~ASR陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P189图6-42

工作原理一、主电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经三相不控二极管整流电路（交-直变换），通过电容滤波（电压型），再由SPWM逆变器（直-交变换），给三相异步电动机供电。二、控制电路：

⑴电流内环：

两个电流互感器TA检测本调速系统中三相异步电动机定子实际电流Is

，作为输入信号送Us*=f(1*,Is)函数发生器，与定子转速给定信号1*共同作用，从微机存储器中查得定子电压给定信号Us*

（保证气隙磁链恒定φm=C），即用Us*

和1*

控制三相PWM发生器，产生相应的三相PWM脉冲Usa*、Usb*、Usc*,并进行脉冲分配，经相应的驱动电路和隔离电路送至电压型逆变器功率开关的控制极，控制功率开关的导通和关断，即得异步电机调速所需的变压变频电源。实现对三相异步电动机的调速。二、控制电路：

⑵转速外环：

与三相异步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，转速调节器的输出转差频率信号S*

，与三相异步电动机的实际转速ω相加，得到定子频率给定信号1*

，通过电流内环对三相异步电动机进行变压变频调速。VR-12/3LrATRASRAR电流变换和磁链观测M3~TA+++cos

sin

isnpLmis*T*eTe*rrri*sti*smi*si*si*sAi*sBi*sCist电流滞环型PWM变频器微型计算机9:带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)

P212图6-60

工作原理：

（提示）转速正、反向和弱磁升速，磁链给定信号由函数发生程序获得。转速调节器ASR的输出作为转矩给定信号，弱磁时它还受到磁链给定信号的控制。在转矩内环中，磁链对控制对象的影响相当于一种扰动作用，因而受到转矩内环的抑制，从而改造了转速子系统，使它少受磁链变化的影响。工作原理一、主电路：

由三相工频交流电源（相电压为220V，线电压为380V）经三相带电流内环(滞环控制)PWM变频器,给三相异步电动机供电。二、控制电路：

⑴电流内环：

两个电流互感器TA检测本调速系统中三相电源实际电流，与实际转速一起送电流变换和磁链观测器处理,产生实际转矩,与给定转矩相比较,经转矩控制器输出定子电流T轴给定分量i*st,与磁链控制器输出的定子电流M轴给定分量i*sm.经VR-1变换得i*s.i*sβ

，经2/3变换为三相定子电流给定分量i*SＡ

i*SＢ

i*SＣ，与实际电流反馈信号比较，其偏差分别由三个电流滞环调节器进行控制，其输出为一系列PWM触发脉冲，通过脉冲分配和相应的驱动、隔离电路送PWM变换器的功率开关的控制极，控制功率开关的导通和关断，从而实现调压。二、控制电路：

⑵转速外环：

与三相异步电动机同轴旋转的测速传感器检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，转速调节器的输出作为给定转矩，与通过相应的计算的实际转矩比较,转矩控制器输出为定子电流T轴给定分量.

i*st，磁链控制:

与三相异步电动机同轴旋转的测速传感器检测三相异步电动机的实际转速ω，经转子磁链发生器，产生磁链给定信号ψr*,送入磁链调节器。与磁链观测器所得到的实际磁链ψr比较，其偏差由磁链调节器AψR进行控制，输出定子电流M轴给定分量i*sm

，经电流内环,实现调速。（一般情况，基速以下，为调压调速:

磁链调节器输出恒定，励磁磁通不变，转速、电流双闭环系统起控制作用，容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”）；

基速以上弱磁升速范围，，磁链调节器输出磁通减小，采用恒功率调速方式。转矩控制:弱磁升速

转速调节器的输出作为给定转矩产Te*送入转矩调节器。由三相异步电动机同轴旋转的测速传感器检测三相异步电动机的实际转速ω后，与转矩观测器所测到的实际转矩Te比较，其偏差由转矩调节器AＴR进行控制，输出定子电流Ｔ轴给定分量i*st

，经电流内环,实现调速。三、控制与计算：3/2VRTr

p+1LmSinCosiCiBiAisisistisms1++r

TrLm1p10:磁链开环的转差型矢量控制系统见陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P212图6-61p1K/PACRURCSIMTG+TA+++++Ld3~+sTrLmLmTr

p+1ASR矢量控制器1*s*si*sisi*sti*sm*r*TG工作原理一、主电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经三相整流电路（UR直-交变换），通过电感滤波（电流型），再三相逆变器（CSI交-直变换），给三相异步电动机供电。二、控制电路：

⑴电流内环：

两个电流互感器TA检测本调速系统中三相电源实际电流，经二极观管整流电路和可调电阻器进行幅值调整，作为电流调节器的反馈信号。与矢量控制器输出的电流给定信号比较，其偏差由ACR电流调节器进行控制，其输出控制功率开关器件触发脉冲产生和分配，经相应的驱动电路和隔离电路送整流器UR的功率开关的控制极，控制功率开关的导通和关断，调节三相电压的大小，从而实现调压。二、控制电路：

⑵转速外环：

与三相异步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由转速调节器ASR进行控制，其输出作为给定转矩，通过矢量控制器处理，矢量控制器的一个输出为定子电流给定信号i*s

，再通过电流内环实现对三相异步电动机的电枢电压进行调节。矢量控制器的另一个输出为触发脉冲相位，控制三相逆变器（CSI交-直变换）相应功率开关管的通/断，实现调频。三、矢量控制器：⑴输入/输出关系：矢量控制器的输入有两个：转矩给定信号，转子磁链给定信号输出有两个：一个输出为电流给定信号，可通过电流内环实现调压.

另一个输出为触发脉冲相位，控制三相逆变器（CSI交-直变换）相应功率开关管的通/断，实现调频,

与整流器UR的调压一起作用,达到变压变频控制的目的。三、矢量控制器：

（2）转速调节器ASR的输出正比于转矩给定信号，实际上是：

由矢量控制方程式可求出定子电流转矩分量

给定信号i*st

和转差频率给定信号*s，其关系为：

二式中都应除以转子磁链r

，因此两个通道中各设置一个除法环节。

三、矢量控制器：

（3）i*sm和i*st

经直角坐标/极坐标变换器K/P合成后，产生定子电流幅值给定信号i*s

和相角给定信号*s

。前者经电流调节器ACR控制定子电流的大小，后者则控制逆变器换相的时刻，从而决定定子电流的相位。定子电流相位能否得到及时的控制对于动态转矩的发生极为重要。极端来看，如果电流幅值很大，但相位落后90°，所产生的转矩仍只能是零。

（3）定子电流励磁分量给定信号i*sm

和转子磁链给定信号*r

之间的关系是靠式（6-137）建立的，其中的比例微分环节Tr

p+1使ism

在动态中获得强迫励磁效应，从而克服实际磁通的滞后。

（4）转差频率给定信号*s按矢量控制方程式（6-135）算出，实现转差频率控制功能。三、矢量控制器：

由以上特点可以看出，磁链开环转差型矢量控制系统的磁场定向由磁链和转矩给定信号确定，靠矢量控制方程保证，并没有实际计算转子磁链及其相位，所以属于间接矢量控制。12:双闭环控制串级调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P236图7-17工作原理一、主电路：

⑴定子电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）给三相异步电动机供电。

⑵转子电路：

转差功率经电力电子变换器和耦合互感器回馈电网。三相异步电动机转子接三相不控二极管整流电路（交-直变换），通过电感滤波，晶闸管逆变(直-交变换)得三相工频交流电(某一小电压)，经交流互感器耦合、隔离，将三相异步电动机的转差功率回馈电网，提高系统运行效率。二、控制电路：

⑴电流内环：

两个电流互感器TA检测串级调速系统中三相异步电动机转子侧电力电子变换器的两相实际输出电流，（由于为三相对称电流，第三相可以从两相实际输出电流算出：-ia=ib+ic）。经可调电阻器进行幅值调整，作为电流调节器的反馈信号。与电流给定信号比较，其偏差由电流调节器进行PI（比例、积分）控制，其输出控制晶闸管触发脉冲产生和分配，经相应的驱动电路和隔离电路送至转子侧电力电子变换器的晶闸管逆变器功率开关的控制极，控制功率开关的导通和关断，调节三相异步电动机转子侧附加电动势的大小，从而对三相异步电动机进行调速。二、控制电路：⑵转速外环：

与三相异步电动机同轴旋转的测速发电机TG检测三相异步电动机的实际转速，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号比较，其偏差由转速调节器进行PI（比例、积分）控制，其输出作为电流调节器的给定信号，通过电流内环实现对三相异步电动机进行调速。说明

图7-17所示为双闭环控制的串级调速系统原理图。图中，转速反馈信号取自异步电动机轴上联接的测速发电机，电流反馈信号取自逆变器交流侧的电流互感器，也可通过霍尔变换器或直流互感器取自转子直流回路。为了防止逆变器逆变颠覆，在电流调节器ACR输出电压为零时，应整定触发脉冲输出相位角为=min

。图7－17所示的系统与直流不可逆双闭环调速系统一样，具有静态稳速与动态恒流的作用。所不同的是它的控制作用都是通过异步电动机转子回路实现的。

13:

由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P244图8-2工作原理１、主电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经三相半控晶闸管整流电路（直-交变换），通过电感滤波（电流型），再经三相晶闸管逆变器（交-直变换），给三相同步电动机供电。工作原理2、励磁电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经三相半控晶闸管励磁整流电路（直-交变换），给三相同步电动机励磁。两个电流互感器检测本调速系统中三相同步电动机实际励磁电流，作为系统控制器的励磁输入信号，经励磁电流控制产生相应的触发脉冲信号，经脉冲分配和驱动、隔离送至三相励磁整流电路晶闸管的控制极，控制功率开关的导通，即得同步电机励磁所需的电流，实现对三相同步电动机励磁控制。3、控制电路：

⑴电流内环：

电流互感器TA检测本调速系统中电源侧变换器（整流器）输出的实际电流，与系统控制器（指转速调节器）产生的电流给定信号相比较，其偏差通过电流控制器作用，产生相应的三相触发脉冲，经驱动和隔离电路送至电源侧变换器晶闸管的控制极，控制其导通，实现调压。⑵转速外环：与三相同步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由系统控制器（指转速调节器）进行控制，其输出作为电流调节器的给定信号，通过电流内环实现对三相异步电动机进行调速。3、控制电路：⑶转差控制：

测速传感器FBS检测三相同步电动机的实际转速ω，与转速给定信号ω*比较，形成转差，由系统控制器（指转差调节器）进行控制，产生相应的三相触发脉冲，经驱动和隔离电路送至电机侧变换器（逆变器）晶闸管的控制极，控制其导通，实现调频。与转速外环、电流内环的调压控制一起，实现对三相同步电动机进行变压变频协调控制。3、控制电路：⑶换流控制：

LCI同步调速系统在起动和低速时存在换流问题：低速时同步电动机感应电动势不够大，不足以保证可靠换流；当电机静止时，感应电动势为零，根本就无法换流。这时，须采用“直流侧电流断续”的特殊方法，使中间直流环节电抗器的旁路晶闸管导通，让电抗器放电，同时切断直流电流，允许逆变器换相，换相后再关断旁路晶闸管，使电流恢复正常。用这种换流方式可使电动机转速升到额定值的3%~5%，然后再切换到负载电动势换流。

14:

由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P245图8-3工作原理１、主电路：

由三相工频交流电（50HZ，相电压为220V，线电压为380V）经三相变压器调压，给三相交-交变频器（晶闸管相控式周波变流器、三个单相组成），产生20HZ~25HZ的低频交流电，供给三相同步电动机。2、励磁电路：

由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经变压器调压，三相半控晶闸管励磁整流电路（直-交变换），给三相同步电动机励磁。3、控制电路：

转速闭环：

与三相同步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由控制器（指转速调节器）进行控制，产生相应的三相触发脉冲，

一部分经驱动和隔离电路送至交-交变频器晶闸管的控制极，控制其导通，实现变压和变频。

另一部分经驱动和隔离电路送至励磁变换器晶闸管的控制极，控制其导通，实现励磁调节。15:同步电动机基于电流模型的矢量控制系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P247图8-6位置传感器工作原理１、主电路：

由三相工频交流电（50HZ，相电压为220V，线电压为380V），给三相交-交变频器（晶闸管相控式周波变流器、三个单相组成），产生低频交流电，供给三相同步电动机。2、励磁电路：由三相工频交流电（相电压为220V，线电压为380V）经三相半控晶闸管励磁整流电路（直-交变换），给三相同步电动机励磁。励磁电流互感器TAF检测本调速系统中三相同步电动机实际励磁电流，作为励磁控制器AFR的反馈输入信号，与励磁给定信号相比较，其偏差送励磁控制器，产生相应的触发脉冲信号，经脉冲分配和驱动、隔离送至三相励磁整流电路晶闸管的控制极，控制其导通，即得同步电机励磁所需的电流，实现对三相同步电动机励磁控制。3、控制电路：

⑴电流内环：

三个电流互感器TAA、TAB、TAC检测本调速系统中定子的实际电流，与矢量运算器产生的电流给定信号iA*、iB*、iC*，相比较，其偏差通过电流控制器作用，产生相应的三相触发脉冲，通过驱动和隔离电路送至交-交变频器晶闸管的控制极，控制其导通，实现变压和变频，对电机进行调速。3、控制电路：

⑵转速闭环：

与三相同步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相异步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由ASR转速调节器进行控制，ASR的输出是转矩给定信号Te*，按照式（8-14），Te*除以磁通模拟信号R*即得定子电流转矩分量的给定信号ist*，与*乘以系数K

即得合成励磁电流的给定信号iR*、定子电流励磁分量给定信号ism*一起送入矢量运算器。将iR*、ist*、ism*和来自位置传感器BQ的旋转坐标相位角一起送入矢量运算器，按式（8-7）以及式（8-9）、（8-10）计算出定子三相电流的给定信号iA*、iB*、iC*和励磁电流给定信号if*。一部分iA*、iB*、iC*经电流调节器控制，实现变压变频调速。另一部分if*经励磁控制器AFR，实现励磁调节。16:

按转子磁链定向并使id=0的PMSM自控变频调速系统陈伯时教材:运动控制系统(第3版)P255图8-13工作原理１、主电路：

由三相工频交流电（50HZ，相电压为220V，线电压为380V），经三相PWM变换器，产生变频交流电，给三相同步电动机供电。2、控制电路：

⑴电流内环：

三个电流互感器TAA、TAB、TAC检测本调速系统中定子的实际电流，与矢量运算器产生的电流给定信号iA*、iB*、iC*，相比较，其偏差通过电流控制器作用，控制PWM变换器，实现变压和变频，对电机进行调速。2、控制电路：

⑵转速闭环：

与三相同步电动机同轴旋转的测速传感器FBS检测三相同步电动机的实际转速ω，经可调电阻器进行幅值调整，作为转速调节器的反馈信号。与转速给定信号ω*比较，其偏差由ASR转速调节器进行控制，ASR的输出是定子电流给定信号is*，与经过查表法读取相应的正弦函数值相乘后，得三相电流给定信号iA*、iB*、iC*

iA*、iB*、iC*经电流调节器控制，实现变压变频调速。17:交-直-交电压源变频调速系统

U给定URCSITA函数发生器频率给定动态校正器极性鉴别器压频变换器环形分配器脉冲放大器C给定积分器绝对值发生器UgUabsUvUi+U*i-+AVRACR++M3~主电路：

对称工频三相电源供电给交-直-交电压源型间接变频器，变频器输出可调压调频的交流电给三相异步电动机。变频器的整流部分是由晶闸管组成的半控三相桥式整流器，通过电流调节器的输出产生触发脉冲控制六个晶闸管的导通，进行调压。