機(jī)電傳動控制第 (3)

1、第十二章第十二章 交流傳動控制系統(tǒng)交流傳動控制系統(tǒng)掌握：掌握： 交流電動機(jī)調(diào)速特性、特點和使用場合；交流電動機(jī)調(diào)速特性、特點和使用場合； 交流調(diào)速的基本原理和類型；交流調(diào)速的基本原理和類型； 各種調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理。各種調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理。)S(pf)S(nn16010交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速： 本章將主要介紹異步電動機(jī)各種調(diào)速系統(tǒng)的基本原理及特性，重點介紹改變頻本章將主要介紹異步電動機(jī)各種調(diào)速系統(tǒng)的基本原理及特性，重點介紹改變頻率的各種調(diào)速系統(tǒng)。率的各種調(diào)速系統(tǒng)。 即改變轉(zhuǎn)差率即改變轉(zhuǎn)差率S；改變極對數(shù)改變極對數(shù)p；改變頻率改變頻率f。改變定子電壓、定子串電阻、轉(zhuǎn)子串電

2、阻改變定子電壓、定子串電阻、轉(zhuǎn)子串電阻 121 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)1 1、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的特點、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的特點2 2、電磁轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理、電磁轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理電樞、磁極、勵磁繞組電樞、磁極、勵磁繞組 理解理解“電電磁轉(zhuǎn)差離合器磁轉(zhuǎn)差離合器”的概念：勵磁的概念：勵磁電流是否等于電流是否等于零，和基于電零，和基于電磁感應(yīng)原理。磁感應(yīng)原理。連在一起稱作連在一起稱作“滑差電機(jī)滑差電機(jī)”。12122 2 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 由異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性方程由異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性方程可知，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與定子電

3、壓的平方可知，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，改變異步電動機(jī)的定子電壓也就是成正比，改變異步電動機(jī)的定子電壓也就是改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性，從而實現(xiàn)調(diào)改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性，從而實現(xiàn)調(diào)速。速。220222222022212)SX(RUSRK)SX(RUSRKT 當(dāng)電源電壓為正當(dāng)電源電壓為正半周時，觸發(fā)半周時，觸發(fā)VS1使之使之導(dǎo)通，電壓過零時，導(dǎo)通，電壓過零時，VS1自行關(guān)斷；自行關(guān)斷； 當(dāng)電源電壓為負(fù)當(dāng)電源電壓為負(fù)半周時，觸發(fā)半周時，觸發(fā)VS2使之使之導(dǎo)通，電壓過零時，導(dǎo)通，電壓過零時，VS1自行關(guān)斷；自行關(guān)斷；觸發(fā)控制角為：觸發(fā)控制角為： 如此不斷重復(fù)，負(fù)載上便得到正負(fù)對稱的

4、交流電壓。改變晶閘管控制角的大如此不斷重復(fù)，負(fù)載上便得到正負(fù)對稱的交流電壓。改變晶閘管控制角的大小，就可以改變負(fù)載上交流電壓的大小。小，就可以改變負(fù)載上交流電壓的大小。 1. 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路只需要一個脈沖信號，只需要一個脈沖信號，脈沖周期為：脈沖周期為：1800 一、采用晶閘管的交流調(diào)壓電路一、采用晶閘管的交流調(diào)壓電路v對于電阻性負(fù)載其電流波形與電壓波形同相。 v如果晶閘管調(diào)壓電路帶電感性負(fù)載（如異步電動機(jī)） ，其電流波形由于電感上電流不能突變而有滯后現(xiàn)象，其電路和波形如下圖所示。v異步電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比， 2. 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 將三對反

5、并聯(lián)的晶閘管（即單將三對反并聯(lián)的晶閘管（即單相調(diào)壓電路）分別接至三相負(fù)載就相調(diào)壓電路）分別接至三相負(fù)載就構(gòu)成了一個典型的三相交流調(diào)壓電構(gòu)成了一個典型的三相交流調(diào)壓電路。路。 負(fù)載可以是星形連接，也可以負(fù)載可以是星形連接，也可以是三角形連接。是三角形連接。 三相負(fù)載三相負(fù)載Y形連接形連接 電電阻負(fù)載阻負(fù)載單相調(diào)壓電路單相調(diào)壓電路 三相交流電壓三相交流電壓 v三相交流調(diào)壓電路的分析與單相電路的分析大同小異,但必須注意它的特殊性。 1） 為保證輸出電壓對稱并有相應(yīng)的控制范圍，首先要求觸發(fā)信號必須與交流電源有一致的相序和相位差。 2） 其次是在感性負(fù)載或小導(dǎo)通角情況下，為了確保晶閘管可靠觸發(fā)，如同三相

6、全控橋式整流電路一樣，要求采用控制角大于 60o 的雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)電路。 二、異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)二、異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 1異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速特性異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速特性 特點如下：特點如下： v 輕載時，外加電壓變化很大，轉(zhuǎn)速變化很小。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍不大；輕載時，外加電壓變化很大，轉(zhuǎn)速變化很小。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化范圍不大；v 重載時，降低供電壓，轉(zhuǎn)速下降快，甚至停轉(zhuǎn)，引起電動機(jī)過熱甚至燒壞；重載時，降低供電壓，轉(zhuǎn)速下降快，甚至停轉(zhuǎn)，引起電動機(jī)過熱甚至燒壞；v 如果要使電動機(jī)能在低速段運行，一方面?zhèn)鲃酉到y(tǒng)運行不穩(wěn)定，另外，隨著如果要使電動機(jī)能在低速段運行，一方面?zhèn)鲃酉到y(tǒng)運行

7、不穩(wěn)定，另外，隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的降低會引起轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大，可能引起過熱而損壞電動機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的降低會引起轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大，可能引起過熱而損壞電動機(jī)。aeaedIKRKUn 1 1 轉(zhuǎn)子繞組設(shè)計成較高的電阻。轉(zhuǎn)子繞組設(shè)計成較高的電阻。 二、異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)二、異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 1異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速特性異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速特性 v對于籠型異步電動機(jī)，可以將電動機(jī)轉(zhuǎn)子的鼠籠由鑄鋁材料改為電阻率較大的黃銅條，使之具有如圖(b)所示的機(jī)械特性。即使這樣，調(diào)速范圍仍不大，且低速時運行穩(wěn)定性不好，不能滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。 2異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 為了既能保證低速時的

8、機(jī)械特性硬度，又能保證一定的負(fù)載能力，一般在調(diào)為了既能保證低速時的機(jī)械特性硬度，又能保證一定的負(fù)載能力，一般在調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)里采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖所示。壓調(diào)速系統(tǒng)里采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖所示。特點：1）只要能平滑地改變定子電壓，就能平滑調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速； 2）加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋后，低速的特性較硬，調(diào)速范圍亦較寬。 3. 異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時的損耗及容量限制異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時的損耗及容量限制 轉(zhuǎn)差功率：傳到轉(zhuǎn)子上的電磁功率與轉(zhuǎn)子軸上產(chǎn)生的機(jī)械功率之差叫轉(zhuǎn)差功率：傳到轉(zhuǎn)子上的電磁功率與轉(zhuǎn)子軸上產(chǎn)生的機(jī)械功率之差叫損耗功率，也叫轉(zhuǎn)差功率。損耗功

9、率，也叫轉(zhuǎn)差功率。SPnnnTnTnTnPPPms 0000955095509550 1) 轉(zhuǎn)差功率的大小由轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差功率的大小由轉(zhuǎn)差率S決定；決定； 2) 這個轉(zhuǎn)差功率這個轉(zhuǎn)差功率,它將通過轉(zhuǎn)子導(dǎo)體發(fā)熱而消耗掉；它將通過轉(zhuǎn)子導(dǎo)體發(fā)熱而消耗掉； 3) 在調(diào)壓調(diào)速中，如果工作在低速狀態(tài)，在調(diào)壓調(diào)速中，如果工作在低速狀態(tài)，S將較大，即轉(zhuǎn)差功率很大將較大，即轉(zhuǎn)差功率很大。 調(diào)壓調(diào)速方法不太適合于長期工作在低速的工作機(jī)械，如要用于這種機(jī)械，調(diào)壓調(diào)速方法不太適合于長期工作在低速的工作機(jī)械，如要用于這種機(jī)械，電動機(jī)容量就要適當(dāng)選擇大一些。電動機(jī)容量就要適當(dāng)選擇大一些。 3. 異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時的損耗及容

10、量限制異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時的損耗及容量限制如果負(fù)載具有轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的特性（如通風(fēng)機(jī)類型的工作機(jī)械T=Kn2，則當(dāng)向低速方向調(diào)速時轉(zhuǎn)矩減小，電磁功率及輸入功率也減小，從而使轉(zhuǎn)差功率較恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時小得多。因此，定子調(diào)壓調(diào)速的方法特別適合于通風(fēng)機(jī)及泵類等機(jī)械。12.2異步電動機(jī)變極調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)v為了克服調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在低速運行時能量損耗大、運行效率低的缺點，可以來用調(diào)壓調(diào)速與變極調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方式，即所謂變極調(diào)壓調(diào)速。v當(dāng)極對數(shù)p增加一倍時，同步轉(zhuǎn)速n0下降一半，電動機(jī)的機(jī)械特性如圖所示。若在此基礎(chǔ)上再采用降壓調(diào)速，則在相同的低速下轉(zhuǎn)差能量損耗將較之僅采用調(diào)壓調(diào)速時小得多。)S(pf)S(n

11、n1601012.3 線繞式異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng) 線繞式異步電動機(jī)調(diào)速方法及特點： 轉(zhuǎn)子電路串接電阻電阻上消耗大量的能量，速度越低損耗越大 轉(zhuǎn)子電路串接電勢把電阻上的能量加以利用，從而獲得比較經(jīng)濟(jì)的運行效果。為了利用這部分能量，在轉(zhuǎn)子電路中增加了一套交流裝置。這樣，就構(gòu)成了由異步電動機(jī)和交流裝置共同組成的串級調(diào)速系統(tǒng)。 異步電動機(jī)的串級調(diào)速，就是在異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電異步電動機(jī)的串級調(diào)速，就是在異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)引入附加電勢路內(nèi)引入附加電勢Ead，以調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。，以調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 在繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路中引入可控的交流附加電在繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路中引入可控的交流附加電

12、動勢固然可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，相當(dāng)?shù)碾y度。動勢固然可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，相當(dāng)?shù)碾y度。 利用直流電路來處理。利用直流電路來處理。 由于直流電不存在頻率與相位的問題，直流電壓又容易獲由于直流電不存在頻率與相位的問題，直流電壓又容易獲得，所以可以將電動機(jī)的轉(zhuǎn)子交流電動勢整流成直流電動勢，得，所以可以將電動機(jī)的轉(zhuǎn)子交流電動勢整流成直流電動勢，然后引入一個直流附加電動勢，控制直流附加電動勢的幅值，然后引入一個直流附加電動勢，控制直流附加電動勢的幅值，就可以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。就可以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。v由于采用串級調(diào)速的電動機(jī)具有類似他勵直流電動機(jī)的硬機(jī)械特性，因此，在調(diào)速精度要求不高的場合，可以直接采用開

13、環(huán)控制。但是，如果想要得到高精度的調(diào)速，則應(yīng)采用帶速度負(fù)反饋的自動調(diào)速系統(tǒng)。也包括有電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器及電流和速度反饋環(huán)節(jié)。典型線路如圖 所示。 12.4晶閘管變頻調(diào)速系統(tǒng)晶閘管變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速變頻調(diào)速通過改變電動機(jī)定子供電頻率以改變同步轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)調(diào)速的。通過改變電動機(jī)定子供電頻率以改變同步轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)調(diào)速的。在調(diào)速過程中，從高速到低速都可以保持有限的轉(zhuǎn)差功率，因而，具有高在調(diào)速過程中，從高速到低速都可以保持有限的轉(zhuǎn)差功率，因而，具有高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能。變頻調(diào)速是異步電動機(jī)調(diào)速最有發(fā)展效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能。變頻調(diào)速是異步電動機(jī)調(diào)速最有發(fā)展前途的一種方法。前途的一種

14、方法。 二、交二、交-直直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)交變頻調(diào)速系統(tǒng)交流電交流電幅值可調(diào)的直流電幅值可調(diào)的直流電幅值、頻率均可調(diào)的交流電幅值、頻率均可調(diào)的交流電可控整流電路可控整流電路逆變電路逆變電路交-直-交變頻調(diào)速 稱帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速系統(tǒng)交、交變頻調(diào)速系統(tǒng)-直接變頻調(diào)速系統(tǒng)在異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，為了得到更好的性能，可以將恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率調(diào)速結(jié)合起來。 對于鼠籠式異步電動機(jī)的變壓變頻調(diào)速，必須同時改變供電電源的電壓和頻率?，F(xiàn)有的交流供電電源都是恒壓恒頻的，必須通過變頻裝置，才能獲得變壓變頻的電源。這樣的裝置通稱為變壓變頻(Variable Voltage Variable Frequen

15、cy，簡稱VVVF)裝置。現(xiàn)在的變壓變頻裝置幾乎無一例外地都使用靜止式電力電子變壓變頻裝置(以下簡稱為變頻器)。 1變頻器的基本構(gòu)成 交直交頻器的基本構(gòu)成如圖所示，它由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制電路組成。 (1)整流器。整流器的作用是把三相或單相交流電變成直流電。 (2)逆變器。常用的逆變器是三相橋式逆變電路。有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)元器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。 (3)中間直流環(huán)節(jié)。由于逆變器的負(fù)載為異步電動機(jī)，屬于感性負(fù)載，其功率因數(shù)總不會為1，因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動機(jī)之間總會有無功功率的交換。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件(電容器或

16、電抗器)來緩沖。 (4)控制電路。 控制電路通常由運算電路，檢測電路，控制信號的輸入、輸出電路和驅(qū)動電路等構(gòu)成，其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制，對整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等?？刂品椒梢詠碛媚M控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前已經(jīng)采用微機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡單的硬件電路，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的功能。 (1)用可控整流器變壓，用逆變器變頻。 這種裝置的調(diào)壓和調(diào)頻分別在兩個環(huán)節(jié)上進(jìn)行，二者要在控制電路上協(xié)調(diào)配合。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，器件要求低；缺點是功率因數(shù)小，諧波較大，器件開關(guān)頻率低。 按照不同的控

17、制方式，交一直一交變頻器又可分成三種見下圖 (2)用不控整流器整流，用斬被器變壓，用逆變器變頻。 這種裝置的整流環(huán)節(jié)采用二極管不控整流器，再增設(shè)斬波器，用脈寬調(diào)壓。優(yōu)點是功率因數(shù)高，整流和逆變干擾??；缺點是構(gòu)成環(huán)節(jié)多，諧波較大，調(diào)速范圍不寬。 (3)用不控整流器整流，用PWM逆變器同時變壓變頻。 用不控整流器整流，則功率因數(shù)高；用PWM逆變，則諧波可以減小。這樣，前兩種裝置的缺點都解決了。變頻器的分類：v電壓型變頻器 電壓型變頻器的特點是在交一直一交變壓變頻裝置的直流側(cè)并聯(lián)一個濾波電容v電流型變頻器 電流型變頻器的特點是在交一直一交變壓變頻裝置的直流回路中中入大電感，逆變電路逆變電路整流電路整

18、流電路整流電路整流電路的觸發(fā)電的觸發(fā)電路路逆變電路的觸發(fā)電路逆變電路的觸發(fā)電路 系統(tǒng)中，晶閘管整流、移相觸發(fā)電路、脈沖放大器、電壓及速度負(fù)反饋環(huán)節(jié)系統(tǒng)中，晶閘管整流、移相觸發(fā)電路、脈沖放大器、電壓及速度負(fù)反饋環(huán)節(jié)的電路和原理與直流調(diào)速系統(tǒng)相同。的電路和原理與直流調(diào)速系統(tǒng)相同。 脈沖發(fā)生器電路：脈沖發(fā)生器電路：電壓信號電壓信號脈沖信號脈沖信號幅值大小幅值大小頻率大小頻率大小頻率頻率/電壓（電壓（F/V）變換器）變換器 ：電壓信號電壓信號脈沖信號脈沖信號幅值大小幅值大小頻率大小頻率大小 環(huán)行計數(shù)器環(huán)行計數(shù)器:實質(zhì)是一個脈沖分配器，它把來自頻率發(fā)生器的脈沖實質(zhì)是一個脈沖分配器，它把來自頻率發(fā)生器的脈

19、沖6個（或個（或12個）一組依次分配，經(jīng)脈沖放大器后，順序觸發(fā)逆變器的個）一組依次分配，經(jīng)脈沖放大器后，順序觸發(fā)逆變器的6組晶閘管來實現(xiàn)逆變。組晶閘管來實現(xiàn)逆變。電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)的主回路工作原理：工作原理：給定給定脈沖頻率脈沖頻率逆變器輸出電壓頻率逆變器輸出電壓頻率nF/V的輸出的輸出整流電路輸出整流電路輸出逆變器輸出電壓幅值逆變器輸出電壓幅值電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 其調(diào)速特性基本保持了異步電動機(jī)固其調(diào)速特性基本保持了異步電動機(jī)固有特性轉(zhuǎn)差率小的特點，所以，具有效率有特性轉(zhuǎn)差率小的特點，所以，具有效率高、調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高等特點、是高、調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高等特點、是異步電動機(jī)比較理

20、想的調(diào)速方法。異步電動機(jī)比較理想的調(diào)速方法。v數(shù)字式恒壓頻比控制交流調(diào)速系統(tǒng) 需要設(shè)定的控制信息主要有U/f特性、工作頻率、頻率升高時間、頻率下降時間等，還可以有一系列特殊功能的設(shè)定。低頻時或負(fù)載的性質(zhì)和大小不同時，須靠改變E/f函數(shù)發(fā)生器的特性來補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到E/f恒定的功能，在通用產(chǎn)品中稱為“電壓補(bǔ)償”或“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”。實現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種方法是在微機(jī)中存儲多條不同斜率和折線段的Uf函數(shù)，由用戶根據(jù)需要選擇最佳特性；另一種方法是采用霍爾電流傳感器檢測定子電流或直流回路電流，按電流大小自動補(bǔ)償定子電壓。系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)作簡單的介紹：(1)限流電阻R0和短接開關(guān)S(2)電壓檢測與泵升限制

21、(3)進(jìn)線電抗器(4)溫度檢測(5)電流檢測125矢量變換控制交流變領(lǐng)調(diào)速系統(tǒng)v矢量控制(Vector Control)又稱為磁場定向控制,使交流變頻調(diào)速技術(shù)在精細(xì)化方面大大邁進(jìn)了一步。v現(xiàn)已達(dá)到了可與直流調(diào)速系統(tǒng)的性能姻美的程度。v 矢量變換控制屬閉環(huán)控制方式，是異步電動機(jī)調(diào)速實用化的最新技術(shù)。異步電動機(jī)矢量控制方式近些年來交流異步電機(jī)在調(diào)速技術(shù)方面能急劇發(fā)展并推廣應(yīng)用異步電動機(jī)矢量變換控制原理;VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)解決了異步電動機(jī)平滑調(diào)速的問題，使系統(tǒng)，特別是中、小功率的交流調(diào)速系統(tǒng)，能夠滿足許多工業(yè)應(yīng)用的要求。然而，其調(diào)速后的靜、動態(tài)性能仍無法與直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)相比. 他勵直流電動機(jī)的

22、勵磁電路和電樞電路是互相獨立的，電樞電流的變化并不影響磁場。而異步電動機(jī)的勵磁電流和“負(fù)載電流”(轉(zhuǎn)子電流通過電磁耦臺，在定子電路中增加的電流)都在定子電路內(nèi)(定子電流為勵磁電流與轉(zhuǎn)子電流折合過來的“負(fù)載電流”之和)，彼此相互疊加，其電流、電壓、磁通和電磁轉(zhuǎn)矩各量是相互關(guān)聯(lián)的，而且屬于強(qiáng)耦合狀態(tài)，因此，交流異步電動機(jī)的控制問題變得相當(dāng)復(fù)雜。在異步電動機(jī)中能對負(fù)載電流和勵磁電流分別加以控制就是矢量控制的基本思想。 實際上，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場不一定非要三相不可，二相、四相等任意的多相對稱繞組，通以多相平衡電流，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。圖129(b)所示是兩相固定繞組(位置上相差90。)通以兩相平衡交流電流(時

23、間上差90。)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場的大小和轉(zhuǎn)速都相同時，圖129(a)和(b)所示的兩套繞組等效。圖129(c)中有兩個匝數(shù)相等、互相垂直的繞組M和T，分別通以直流電流M和T，產(chǎn)生位置固定的磁通。如果使兩個繞組同時以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，那么磁通自然隨著旋轉(zhuǎn)起來，這樣也可以認(rèn)為和圖129(a)與圖129(b)所示的繞組是等效的。 異步電動機(jī)的矢量控制的目的就是仿照直流電動機(jī)的控制方式，利用坐標(biāo)變換的手段，把交流電動機(jī)的定子電流分解為磁場分量電流(相當(dāng)勵磁電流)和轉(zhuǎn)矩分量電流(相當(dāng)負(fù)載電流)分別加以控制。 可以想象，當(dāng)觀察者站到鐵芯上和繞組一起旋轉(zhuǎn)時，他所看到的是兩個通以直流的相互垂直的固定繞

24、組。如果取磁通由的位置和繞組M的平面正交，就和等效的直流電動機(jī)繞組沒有差別了。其中，繞組M相當(dāng)于勵磁繞組，繞組T相當(dāng)于電樞繞組。 由此可見，特異步電動機(jī)模擬成直流電動機(jī)進(jìn)行控制，需要先將A、B、c靜止坐標(biāo)系表示的異步電動機(jī)矢量變換到按轉(zhuǎn)子磁通方向為磁場定向并以同步速度旋轉(zhuǎn)的MOT直角坐標(biāo)系上，即進(jìn)行矢量的坐標(biāo)變換。可以證明，在MOT直角坐標(biāo)系上，異步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型和直流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型是極為相似的。因此，人們可以像控制直流電動機(jī)一樣去控制異步電動機(jī)，以獲得優(yōu)越的調(diào)速性能。 三、交三、交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)交變頻調(diào)速系統(tǒng)交流電交流電頻率幅值可調(diào)的交流電頻率幅值可調(diào)的交流電1. 交流調(diào)頻電路交流調(diào)頻電路共陰極組共陰極組共陽極組共陽極組分析可知：分析可知：共陰極組整流電路可以把交流電變?yōu)檎胫艿闹绷麟妷?；共陰極組整流電路可以把交流電變?yōu)檎胫艿闹绷麟妷海还碴帢O組整流電路可以把交流電變?yōu)樨?fù)半周的直流電壓；共陰極組整流電路可以把交流電變?yōu)樨?fù)半周的直流電壓；直流電壓的大小由控制角控制；直流電壓的大小由控制角控制； 把共陽極組和共陰極組整流電路組合起來就可構(gòu)成交流調(diào)頻調(diào)壓電路。把