交流傳機(jī)車控制系統(tǒng)課件

1、第五章交流傳動機(jī)車控制系統(tǒng)第1頁，共86頁。第一節(jié)交流傳動機(jī)車主電路第2頁，共86頁。主要內(nèi)容交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述交流傳動機(jī)車主電路的組成交流傳動機(jī)車的技術(shù)分類交流傳動機(jī)車牽引特性典型交流傳動機(jī)車主電路工作原理交流傳動機(jī)車新技術(shù)及其發(fā)展方向第3頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展第4頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展安全性、實(shí)用性、可靠性、靈活性、舒適性越高越好；費(fèi)用越低越好。第5頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)

2、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展安全性、實(shí)用性、可靠性、靈活性、舒適性越高越好；費(fèi)用越低越好。地域規(guī)范、供電制式、空間、體積、重量、技術(shù)水平、工藝水平的限制等第6頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展安全性、實(shí)用性、可靠性、靈活性、舒適性越高越好；費(fèi)用越低越好。地域規(guī)范、供電制式、空間、體積、重量、技術(shù)水平、工藝水平的限制等單位體積重量的功率大、可靠性好、易維護(hù)等第7頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展安全性、實(shí)用性、可靠性、靈活性、舒適性越高越好；費(fèi)用越低越好。地域規(guī)范、供電制式、空間

3、、體積、重量、技術(shù)水平、工藝水平的限制等單位體積重量的功率大、可靠性好、易維護(hù)等電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料、新工藝等第8頁，共86頁。一、交流傳動機(jī)車發(fā)展綜述運(yùn)輸?shù)男枨蟾鞣N限制交流傳動機(jī)車發(fā)展交流電機(jī)的特點(diǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展安全性、實(shí)用性、可靠性、靈活性、舒適性越高越好；費(fèi)用越低越好。地域規(guī)范、供電制式、空間、體積、重量、技術(shù)水平、工藝水平的限制等單位體積重量的功率大、可靠性好、易維護(hù)等電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料、新工藝等滿足運(yùn)輸?shù)男枨蟪浞掷眯录夹g(shù)利用新材料采用新工藝第9頁，共86頁。二、交流傳動機(jī)車的主要組成動力制動模塊空氣系統(tǒng)模塊 輔助變頻器 主變頻器及電機(jī)驅(qū)動模塊通訊模塊 電子

4、設(shè)備 牽引變頻器 逆變器 (電流源型、電壓源型、PMW)電機(jī)同步電機(jī)、異步電機(jī)設(shè)備與功率器件第10頁，共86頁。交流傳動系統(tǒng)主電路變速箱0,98異步電機(jī)0,95逆變器0,99整流器0,98牽引變壓器0,941000kW1020kW1074kW1085kW1107kW25000V第11頁，共86頁。交直與交流傳動機(jī)車主電路比較變速箱異步電機(jī)逆變器整流器牽引變壓器1085kW25000V變速箱直流電機(jī)整流器牽引變壓器25000V濾波電抗器勵磁繞組交直傳動機(jī)車主電路交流傳動機(jī)車主電路第12頁，共86頁。三、交流傳動機(jī)車的技術(shù)分類核心層技術(shù)輔助層技術(shù)相關(guān)層技術(shù)牽引變頻器技術(shù)、交流驅(qū)動電機(jī)技術(shù)、牽引變壓

5、器技術(shù)、變頻控制及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第13頁，共86頁。三、交流傳動機(jī)車的技術(shù)分類核心層技術(shù)輔助層技術(shù)相關(guān)層技術(shù)牽引變頻器技術(shù)、交流驅(qū)動電機(jī)技術(shù)、牽引變壓器技術(shù)、變頻控制及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)冷卻與通風(fēng)技術(shù)、輔助變流器技術(shù)控制電源技術(shù)、保護(hù)技術(shù)、電磁兼容與布線技術(shù)第14頁，共86頁。三、交流傳動機(jī)車的技術(shù)分類核心層技術(shù)輔助層技術(shù)相關(guān)層技術(shù)牽引變頻器技術(shù)、交流驅(qū)動電機(jī)技術(shù)、牽引變壓器技術(shù)、變頻控制及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)冷卻與通風(fēng)技術(shù)、輔助變流器技術(shù)控制電源技術(shù)、保護(hù)技術(shù)、電磁兼容與布線技術(shù)司機(jī)臺操縱技術(shù)、車體輕量化技術(shù)轉(zhuǎn)向架技術(shù)、空氣制動技術(shù)高壓測檢測技術(shù)第15頁，共86頁。本講課要解決的問題1 變頻調(diào)速異步電機(jī)如何控制能

6、滿足機(jī)車牽引的要求？2 牽引逆變器如何控制能滿足牽引電機(jī)對機(jī)車牽引的要求？機(jī)車牽引特性有哪些要求？第16頁，共86頁。 四、機(jī)車牽引特性機(jī)車牽引特性要求：1、能產(chǎn)生足夠大的牽引力2、能方便廣泛調(diào)節(jié)速度3、有較高的過載能力4、充分發(fā)揮機(jī)車功率5、先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)第17頁，共86頁。交流電機(jī)（異步）的矩速特性 第18頁，共86頁。關(guān)鍵問題：?第19頁，共86頁。1、異步電機(jī)變頻調(diào)速特性分析（1） 變頻調(diào)速時異步電機(jī)參數(shù)變化為： 第20頁，共86頁。（2）用 表示的力矩公式M第21頁，共86頁。恒壓頻比時最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩與頻率的關(guān)系曲線第22頁，共86頁。（3） 用 表示的力矩公式第23頁，共8

7、6頁。結(jié)論：當(dāng) 第24頁，共86頁。3、機(jī)車牽引中異步電機(jī)的運(yùn)行特性（1） 恒力矩起動 采用恒壓頻比控制 低頻時適當(dāng)提高電壓，抵消定子繞組內(nèi)阻的影響。 采用恒磁通控制電機(jī)各參數(shù)與頻率的關(guān)系：第25頁，共86頁。(2) 恒功率運(yùn)行 恒功率1：恒功率2：第26頁，共86頁。第一種恒功率的特點(diǎn)：最小逆變器，最大電機(jī) 恒功率1：第27頁，共86頁。第二種恒功的特點(diǎn)：最大逆變器，最小電機(jī)恒功率2：第28頁，共86頁。 五、典型交流傳動機(jī)車主電路工作第29頁，共86頁。法國 TGV 、西班牙AVE機(jī)車主電路（同步電機(jī)）勵磁第30頁，共86頁。韓國 TGV機(jī)車主電路（同步電機(jī)）勵磁第31頁，共86頁。電流型

8、逆變器 (異步電機(jī))第32頁，共86頁。GTO 電壓型逆變器(歐洲之星 TGV )第33頁，共86頁。每一個動車一臺逆變器，同時為4臺異步電機(jī)供電典型的地鐵牽引變頻器MACMACMACMAC第34頁，共86頁。MRE_2563_FR BH(O-M)DJ(M)CA2(I)TFPH(O-C)DJ(C)ONDCA2(I)-ONDCA1(I)-ONDM1PT2(15kV DB)PT1(25kV &15kV CFF)TFI-QL(M)SF-FI-50C(IS)FI-50CAP-FI-50H3-FIRHC(IS)PMCF1C(IS)E(C)R(PC)E(C)C(PC)E(C)CVS-AUX sur ess

9、ieux 1 et 3C(IS)PMCF2Essieu 4Essieu 3Essieu 23 x 1 mFx 3C(PC)FI-50H(O-15)Palpage avecclateurPF(C)R(PC)FI-50PF(M)E-TFPCA(I)DIFFCA(U)ECCA(U)PMCF3 x 1,33 mFCAP-ONDCC-FI-50CA2(I)PMCFSF1-HACHSF2-HACHH-INV-CONTH-INV-15H-15H-CONTCA(I)RHR(DC)CAP-ONDCAP-2FR(DC)CAP-2FOND-RHPMCFC(PC)PMCFR(PC)PMCFOption Filtre

10、50HzOptions non reprsentes :- ChauffagePT4(1,5kV &3kV SNCB)Nota sur les pantographes pour le fonctionnement sous 3kV :- Sur le dmonstrateur, en configuration 3 pantographes, onutilisera uniquement le pantographe 3 (PT3) avec un archet adaptaux essais ralissH2-FIH1-FISF1-FISF2-FICA1(I)TFPTFI-50R(DC)C

11、AP-FI-507,2 mH7,2 mH2,835 mH2,835 mH10 mH1 mFPT3(3kV FS)CA1(I)PMCF50 ?50 ?50 ?3,7 ?適用于4種電壓供電的機(jī)車牽引變頻器 (25Kv/15kV, = 3kV/1,5kV)第35頁，共86頁。DJ(C)DJ(M)EcrteurC(ALI)FIR(ALI)FISF1-FISF2-FIH-FI-XXSF-FI-XXCAP-FI-XXX 3=380 VM1AUXPMCFONDC(PC)PMCFR(PC)PMCFCAP-PMCFCAP-ONDRH1CA(I)PMCFCA(U)PMCFCA(U)ONDFTR - 17/08/1

12、998Rev E - Page 2PalpageH(O-M)CA(U)1/2-ONDH(O-C)CA1(I)TFPCA2(I)TFPCA(U)1/3-ONDCA(I)1-ONDCA(I)2-ONDQ1L(M)H-2FC(IS)E(C)SF2-2F-FISF1-2F-FIH4-PMCFC(PC)E(C)R(PC)E(C)CAP-2FC(PC)PMCF牽引變頻器 3種電壓供電的機(jī)車 (25Kv/15kV, =1,5kV)第36頁，共86頁。六、交流傳動機(jī)車新技術(shù)大功率電力電子器件交流電機(jī)驅(qū)動控制規(guī)則與控制理論列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列車控制系統(tǒng)軟件e化列車（ eTrain ）eTrain 監(jiān)控系統(tǒng)音頻系統(tǒng)車地

13、通訊新技術(shù)典型的司機(jī)室無線通訊技術(shù)第37頁，共86頁。第二節(jié)異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)第38頁，共86頁。變頻調(diào)速控制系統(tǒng)第39頁，共86頁。 引 言 直流電機(jī)的主磁通和電樞電流分布的空間位置是確定的，而且可以獨(dú)立進(jìn)行控制，交流異步電機(jī)的磁通則由定子與轉(zhuǎn)子電流合成產(chǎn)生，它的空間位置相對于定子和轉(zhuǎn)子都是運(yùn)動的，除此以外，在籠型轉(zhuǎn)子異步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子電流還是不可測和不可控的。因此，異步電機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型要比直流電機(jī)模型復(fù)雜得多，在相當(dāng)長的時間里，人們對它的精確表述不得要領(lǐng)。第40頁，共86頁。好在不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以只

14、用電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型來設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。 為了實(shí)現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制，可以采用轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)目刂品桨福@就是常用的通用變頻器控制系統(tǒng)。第41頁，共86頁。轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng)電壓/頻率比控制是控制定子電壓和定子頻率，使定子電壓以一定的函數(shù)關(guān)系跟蹤定子頻率的變化，從而在調(diào)頻調(diào)速過程中近似地保持電機(jī)氣隙磁通不變的一種控制方法。中間直流電壓可調(diào)的電壓型逆變器異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路由基準(zhǔn)部分、整流器控制部分和逆變器控制部分組成。第42頁，共86頁。1、基準(zhǔn)部分2、整流器控制部分3、逆變器控制部分第43頁，共86頁。電壓/頻率比控制，無法控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率，對于多臺電動機(jī)由同一臺逆變

15、器供電的情況，各臺異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率一般是不同的，即使同一臺異步電機(jī)，轉(zhuǎn)差頻率的大小也是隨負(fù)載的大小而變化的。是一種頻率（轉(zhuǎn)速）的開環(huán)控制，并不能對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的控制。轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng)第44頁，共86頁。如果變頻調(diào)速系統(tǒng)長期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)而不需要頻繁起動和制動；或者負(fù)載特性比較固定，基本上不需要因電機(jī)特性差異而進(jìn)行調(diào)整的一類負(fù)載（風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能調(diào)速），可以采用電壓閉環(huán)、轉(zhuǎn)速開環(huán)的控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng)第45頁，共86頁。電壓/頻率比控制時的各種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性通常是以轉(zhuǎn)差頻率為恒坐標(biāo)給出的。電壓/頻率比控制穩(wěn)態(tài)特性第46頁，共86頁。電壓/頻率比控制穩(wěn)態(tài)特性第47頁，共86頁。電

16、壓/頻率比控制穩(wěn)態(tài)特性第48頁，共86頁。6.5.1 轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng) 通用變頻器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)概述 現(xiàn)代通用變頻器大都是采用二極管整流和由快速全控開關(guān)器件 IGBT 或功率模塊IPM 組成的PWM逆變器，構(gòu)成交-直-交電壓源型變壓變頻器，已經(jīng)占領(lǐng)了全世界0.5500KVA 中、小容量變頻調(diào)速裝置的絕大部分市場。第49頁，共86頁。 所謂“通用”，包含著兩方面的含義：（1）可以和通用的籠型異步電機(jī)配套使用；（2）具有多種可供選擇的功能，適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。 下頁圖繪出了一種典型的數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理圖。第50頁，共86頁。 1. 系統(tǒng)組成M3電壓檢

17、測泵升限制電流檢測溫度檢測電流檢測單片機(jī)顯示設(shè)定接口PWM發(fā)生器驅(qū)動電路URUIR0R1R2RbVTbKR0R1RbR2第51頁，共86頁。 2. 電路分析主電路由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時兼有無功功率交換的作用。第52頁，共86頁。主電路（續(xù)）限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗），通上電源時，先限制充電電流，再延時用開關(guān)K將短路，以免長期接入時影響變頻器的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。第53頁，共86頁。主電路（續(xù)）泵升限制電路由于二極管整流器不能

18、為異步電機(jī)的再生制動提供反向電流的通路，所以除特殊情況外，通用變頻器一般都用電阻吸收制動能量。減速制動時，異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，首先通過逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流回路的電壓（通稱泵升電壓）升高到一定的限制值時，通過泵升限制電路使開關(guān)器件導(dǎo)通，將電機(jī)釋放的動能消耗在制動電阻上。為了便于散熱，制動電阻器常作為附件單獨(dú)裝在變頻器機(jī)箱外邊。第54頁，共86頁。 二極管整流電流波形具有較大的諧波分量，使電源受到污染。 為了抑制諧波電流，對于容量較大的PWM變頻器，都應(yīng)在輸入端設(shè)有進(jìn)線電抗器，有時也可以在整流器和電容器之間串接直流電抗器。還可用來抑制電源電壓不平衡對變頻器的影響。第55頁，

19、共86頁。電路分析（續(xù)）控制電路現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路，其功能主要是接受各種設(shè)定信息和指令，再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動逆變器工作的PWM信號，再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動逆變器工作的PWM信號。微機(jī)芯片主要采用8位或16位的單片機(jī)，或用32位的DSP，現(xiàn)在已有應(yīng)用RISC的產(chǎn)品出現(xiàn)。第56頁，共86頁。控制電路（續(xù)）PWM信號產(chǎn)生可以由微機(jī)本身的軟件產(chǎn)生，由PWM端口輸出，也可采用專用的PWM生成電路芯片。檢測與保護(hù)電路各種故障的保護(hù)由電壓、電流、溫度等檢測信號經(jīng)信號處理電路進(jìn)行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，輸入給CPU作為控制算法的依

20、據(jù)，或者作為開關(guān)電平產(chǎn)生保護(hù)信號和顯示信號。第57頁，共86頁。控制電路（續(xù)）信號設(shè)定需要設(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。由于通用變頻器-異步電動機(jī)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速或頻率開環(huán)、恒壓頻比控制系統(tǒng)，低頻時，或負(fù)載的性質(zhì)和大小不同時，都得靠改變 U / f 函數(shù)發(fā)生器的特性來補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到恒定，甚至恒定的功能（見第6.2.2節(jié)），在通用產(chǎn)品中稱作“電壓補(bǔ)償”或“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”。第58頁，共86頁。補(bǔ)償方法 實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種是在微機(jī)中存儲多條不同斜率和折線段的U / f 函數(shù)，由用戶根據(jù)需要選擇最佳特性；另一種辦法是采用霍耳電

21、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。但無論如何都存在過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)目赡?，這是開環(huán)控制系統(tǒng)的不足之處。第59頁，共86頁?？刂齐娐罚ɡm(xù)）給定積分由于系統(tǒng)本身沒有自動限制起制動電流的作用，因此，頻定設(shè)定信號必須通過給定積分算法產(chǎn)生平緩升速或降速信號，升速和降速的積分時間可以根據(jù)負(fù)載需要由操作人員分別選擇。 綜上所述，PWM變壓變頻器的基本控制作用如下頁圖所示。近年來，許多企業(yè)不斷推出具有更多自動控制功能的變頻器，使產(chǎn)品性能更加完善，質(zhì)量不斷提高。第60頁，共86頁。控制電路（續(xù)）tff *ufu斜坡函數(shù)U / f 曲線脈沖發(fā)生器驅(qū)動電路工作頻率設(shè)定升降速時間設(shè)定電壓補(bǔ)

22、償設(shè)定PWM產(chǎn)生圖6-39 PWM變壓變頻器的基本控制作用 第61頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)為克服U/f恒定的轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)性能，可采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，由電力傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程可知，轉(zhuǎn)速的控制可通過對電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T 控制來實(shí)現(xiàn)，基于此思路，提出了轉(zhuǎn)差頻率控制方式。第62頁，共86頁。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第63頁，共86頁。由三相電機(jī)一相等值電路圖可知，轉(zhuǎn)子電流為定子感應(yīng)電動勢為式中，轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第64頁，共86頁。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理又因?yàn)檗D(zhuǎn)差角頻率將（2）（3）帶入轉(zhuǎn)子電流I2的表達(dá)式，可得電磁功率 第65頁，共

23、86頁。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理電磁轉(zhuǎn)矩式中式（6）說明在電動機(jī)的參數(shù) 為常數(shù)，且當(dāng)磁通 為常數(shù)時，電磁轉(zhuǎn)矩僅和轉(zhuǎn)差角頻率有關(guān)，對應(yīng)的曲線如下：第66頁，共86頁。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第67頁，共86頁。對式（6）求導(dǎo)，并令可求出 與 無關(guān)， 與 成正比如果wsl較小， 則可忽略 ，式(6)簡化為 如圖中虛線所示轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第68頁，共86頁?？梢?，當(dāng)m 一定時，則電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)差角頻率wsl成正比，這與直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性Tf（Ia）十分相似，即對于異步電動機(jī)在wslwslm范圍內(nèi)，如果保持m 一定，就可以像直流他勵電動機(jī)用Ia控制T那樣控制wsl來控制電磁轉(zhuǎn)矩，這是轉(zhuǎn)差頻率控制的

24、基本原理。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第69頁，共86頁。轉(zhuǎn)差控制系統(tǒng)中控制氣隙磁通恒定的方法有直接控制和間接控制兩種。直接控制氣隙磁通的方法是用檢測線圈或霍爾片檢測氣隙磁通，以此為反饋量進(jìn)行閉環(huán)控制，而間接控制氣隙磁通的方法則是通過控制定子電流或定子電壓以控制勵磁電流，勵磁電流恒定則氣隙磁通恒定。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第70頁，共86頁。對于電壓型逆變系統(tǒng)，無論輸出電壓是方波還是脈寬調(diào)制波，電流的諧波含量都比電壓諧波含量大；而且在不同頻率以及脈寬調(diào)制的不同載波比時，電流諧波分量又在很大范圍內(nèi)變化。因此，檢測電壓作為反饋量進(jìn)行控制更能提高控制的精度。m恒定的實(shí)現(xiàn)方式通過U/fconst，低頻時適當(dāng)補(bǔ)

25、償定子電阻壓降的影響即可以實(shí)現(xiàn)恒磁通的控制。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本原理第71頁，共86頁。系統(tǒng)組成FBS電壓型逆變器PWMM3 ASR圖 轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖第72頁，共86頁。 控制原理 實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。頻率控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出信號是轉(zhuǎn)差頻率給定 s* ，與實(shí)測轉(zhuǎn)速信號 相加，即得定子頻率給定信號 1* ，即 （6-66） 第73頁，共86頁。電壓控制由 1和定子電流反饋信號 I1 從微機(jī)存儲的 U1 = f (1 , I1) 函數(shù)中查得定子電壓給定信號 U1* ，用 U1* 和 1* 控制PWM電壓型逆變器

26、，即得異步電機(jī)調(diào)速所需的變壓變頻電源。第74頁，共86頁。三角波的幅值雖然固定，但三角波的頻率卻需要隨著基準(zhǔn)正弦波頻率（即逆變器輸出頻率或電機(jī)定子頻率）的變化而變化：定子頻率降低，載波比應(yīng)相應(yīng)增大，否則在低頻區(qū)將導(dǎo)致電機(jī)諧波電流增大，引起轉(zhuǎn)矩脈動增加。一般做法是低頻時異步調(diào)制，然后轉(zhuǎn)為分段同步調(diào)制，最后直至額定定子頻率時放棄脈寬調(diào)制改為方波輸出為止。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)第75頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)在逆變器輸出電壓可調(diào)的范圍內(nèi)，由于可保證氣隙磁通為額定值，因此，只要改變轉(zhuǎn)差頻率函數(shù)發(fā)生器特性，就可使異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)獲得不同的運(yùn)行方式以及不同的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性。第76頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)差控制下有恒磁通、恒轉(zhuǎn)矩和恒電壓、恒功率兩種運(yùn)行方式，其對應(yīng)的各種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性公式如右所示，各特性曲線圖如下頁所示。第77頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)第78頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)第79頁，共86頁。轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)第80頁，共86頁。轉(zhuǎn)速開環(huán)型控制系統(tǒng)基準(zhǔn)部分由速度給定、輸入限制器（速度給定即使作階躍式變化也能變?yōu)樾逼潞瘮?shù)并加以限幅）、絕對值變換器（輸入極性不同，但輸出均為正值）以及正反轉(zhuǎn)