電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制第1頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/281TianjinUniversityofTechnology3．1旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)基本原理

在機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制中，多數(shù)采用伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行器，把電能經(jīng)過(guò)耦合磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于耦合磁場(chǎng)及其對(duì)電系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的作用與反作用。耦合磁場(chǎng)對(duì)電系統(tǒng)的反作用(作用)表現(xiàn)在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上。而對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的作用(反作用)表現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)矩Tem上。第2頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/282TianjinUniversityofTechnology3．1.1電磁轉(zhuǎn)矩與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

Ψk表示與第k個(gè)導(dǎo)體回路交鏈的磁鏈，ik表示第k個(gè)導(dǎo)體回路中流過(guò)的電流，Wm’表示磁場(chǎng)同等能量，則作用于轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩為同時(shí)，引用著名的電磁感應(yīng)定律(楞次定律)：一個(gè)封閉回路內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于與該回路交鏈的磁鏈的時(shí)間變化率，即ej=dΨj/dt。對(duì)于n個(gè)多電磁回路，可進(jìn)一步表示為等式右邊第一項(xiàng)稱為回路電感電動(dòng)勢(shì)；第二項(xiàng)稱為切割電動(dòng)勢(shì)(亦稱為反電動(dòng)勢(shì))。第3頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/283TianjinUniversityofTechnology3．1．2固定磁阻電動(dòng)機(jī)固定磁阻電動(dòng)機(jī)的磁路磁阻為常量。為了產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)至少有兩個(gè)電磁回路，它們之間的互磁鏈應(yīng)隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ變化。固定磁阻電動(dòng)機(jī)的基本原理如圖所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)和供電方式不同，固定磁阻電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)、永磁同步電動(dòng)機(jī)以及交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等。第4頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/284TianjinUniversityofTechnology3．1．3變磁阻電動(dòng)機(jī)這類電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是磁路磁阻隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化而改變。若激磁磁勢(shì)不變，則轉(zhuǎn)角變化時(shí)，磁鏈隨著變化，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。變磁阻電動(dòng)機(jī)的基本工作原理如圖所示根據(jù)結(jié)構(gòu)和供電方式的不同，變磁阻電動(dòng)機(jī)分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)和變磁阻電動(dòng)機(jī)。第5頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/285TianjinUniversityofTechnology3．1．4電動(dòng)機(jī)的一般數(shù)學(xué)模型

電壓平衡方程：任一回路的外加電壓等于回路電阻上的壓降與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和。其中，n為電動(dòng)機(jī)內(nèi)的電磁回路數(shù)。右邊第一項(xiàng)為回路電阻上的壓降，第二項(xiàng)為回路電感(包括自感和互感)上的壓降，第三項(xiàng)為電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。

轉(zhuǎn)矩平衡方程：電磁轉(zhuǎn)矩減去負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩后的剩余轉(zhuǎn)矩用于加速電動(dòng)機(jī)軸上的慣性負(fù)載。式中，J為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；TL為電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩；Tm為電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩.第6頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/286TianjinUniversityofTechnology3．2直流電動(dòng)機(jī)原理與特性

直流電動(dòng)機(jī)具有良好的控制性能、較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，還具有相對(duì)功率大和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。盡管相對(duì)交流電動(dòng)機(jī)而言，直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高，但仍然是目前機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一類電動(dòng)機(jī)。第7頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/287TianjinUniversityofTechnology3．2．1工作原理

直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理模型如圖所示，主要組成包括三部分：定子磁極,電樞,電刷.第8頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/288TianjinUniversityofTechnology直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可表示為式中：KI——直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)，N·m／A，僅與電動(dòng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)；ia——電樞電流，A。由式可見(jiàn)，當(dāng)勵(lì)磁恒定不變時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。第9頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/289TianjinUniversityofTechnology直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程

當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩既要克服由于負(fù)載的機(jī)械摩擦及阻尼帶來(lái)的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩，又要克服由于電動(dòng)機(jī)中的機(jī)械摩擦、電樞中的磁滯與渦流等產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)矩，還要使慣性負(fù)載產(chǎn)生加速度，其轉(zhuǎn)矩平衡方程式為式中：Tem——電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，N·m；Td——作用于電動(dòng)機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩，包括電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)矩和負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩，N·m；J——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及負(fù)載等效在電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；ω——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，fad／s。第10頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2810TianjinUniversityofTechnology直流電機(jī)的電壓平衡方程直流電動(dòng)機(jī)電樞反電動(dòng)勢(shì)Ea可以認(rèn)為與轉(zhuǎn)速成正比，即式中：Ke——電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)，V·s／rad，僅與電動(dòng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)；——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad／s，常用轉(zhuǎn)速符號(hào),r／min。對(duì)于同一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，它們的數(shù)值相等，即Ke＝Kt,因此，直流電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式為式中：ua——電樞電壓，V；ia——電樞電流，A；Ra——電樞電阻，Ω；La——電樞電感，H。第11頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2811TianjinUniversityofTechnology小提一例-----伺服電動(dòng)機(jī)

普通的直流電動(dòng)機(jī)一般作為動(dòng)力部件，著重于對(duì)啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)能指標(biāo)的要求；而在機(jī)電控制系統(tǒng)中作為伺服元件時(shí)，則著重于特性的高精度和快速響應(yīng)。后一類直流電動(dòng)機(jī)稱為直流伺服電動(dòng)機(jī)。

伺服電動(dòng)機(jī)是一種受輸入電信號(hào)控制，并作出快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與控制電壓成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而近似線性下降，調(diào)速范圍寬，當(dāng)控制電壓為零時(shí)能立即停轉(zhuǎn)。根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)的這種工作特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一些特別的要求。但在基本原理上，直流伺服電動(dòng)機(jī)與普通直流電動(dòng)機(jī)是完全相同的。第12頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2812TianjinUniversityofTechnology3．2．2直流伺服電機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性靜態(tài)特性：直流伺服電機(jī)的機(jī)械特性直流伺服電機(jī)的調(diào)節(jié)特性動(dòng)態(tài)特性：直流伺服電機(jī)的方框圖描述第13頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2813TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式靜態(tài)時(shí)可得直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為由上式可得直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。第14頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2814TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，即保持控制電壓恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線，如圖所示。第15頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2815TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性理想空載轉(zhuǎn)速ω0為：轉(zhuǎn)速為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tb為：機(jī)械特性硬度|tanα|，用理想空載轉(zhuǎn)速和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩定義為：第16頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2816TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性，即電磁轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨控制電壓變化的關(guān)系曲線，如圖所示。圖中，調(diào)節(jié)特性與橫軸的交點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)的始動(dòng)電壓。從原點(diǎn)到始動(dòng)電壓點(diǎn)的橫坐標(biāo)范圍，被稱為在某一電磁轉(zhuǎn)矩值時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)的失靈區(qū)。失靈區(qū)的大小與電磁轉(zhuǎn)矩的大小成正比。第17頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2817TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性由下列方程組描述：式中，B為等效在電動(dòng)機(jī)軸上的粘性阻尼系數(shù)；Td(t)為電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)矩與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩之和。其余參數(shù)和變量的定義與前面相同。第18頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2818TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性通過(guò)對(duì)上式進(jìn)行拉氏變換可以獲得等價(jià)的傳遞函數(shù)方塊圖：通過(guò)方塊圖簡(jiǎn)化，消去中間變量，可得到以電樞電壓ua(t)為輸入變量，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ω(t)為輸出變量的傳遞函數(shù)：第19頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2819TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性令-----電動(dòng)機(jī)電磁時(shí)間常數(shù)------電動(dòng)機(jī)電機(jī)電時(shí)間常數(shù)-------機(jī)械系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)代入傳遞函數(shù)，忽略電樞電感及粘性阻尼系數(shù)，則直流伺服電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)可近似為第20頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2820TianjinUniversityofTechnology直流伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性分析

由此可見(jiàn)，直流伺服電動(dòng)機(jī)通?？山茷橐浑A慣性環(huán)節(jié)，其過(guò)渡過(guò)程的快慢主要取決于機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm。為了加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，展寬系統(tǒng)頻帶，必須設(shè)法減小Tm。根據(jù)Tm的定義，通常應(yīng)從以下幾方面著手：(1)設(shè)計(jì)良好的機(jī)械系統(tǒng)，以減小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J；(2)給電動(dòng)機(jī)供電的電源內(nèi)阻應(yīng)盡可能小，以降低電樞回路的電阻R。；(3)附加速度負(fù)反饋，以加大等效反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ke。

這些都是機(jī)電控制系統(tǒng)中經(jīng)常采用的技術(shù)措施。第21頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2821TianjinUniversityofTechnology3．3直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，即功率放大器，是用于放大控制信號(hào)并向電動(dòng)機(jī)提供必要能量的電子裝置。它的性能將直接影響系統(tǒng)性能。功率放大器應(yīng)能提供足夠的電功率，具有相當(dāng)寬的頻帶和盡可能高的效率。目前，廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體功率放大器有三類：線性型開(kāi)關(guān)型晶閘管型。第22頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2822TianjinUniversityofTechnology3．3．1線性直流功率放大器

線性功率放大器是指放大器中的功率元件工作于線性狀態(tài)的放大器，其輸出電壓或電流同控制信號(hào)成比例關(guān)系。這種放大器的優(yōu)點(diǎn)是線路相對(duì)簡(jiǎn)單，電磁干擾比較小。但由于其功率元件工作在線性狀態(tài)，有大量的功率消耗在功率元件上，致使其效率很低。因此，線性功率放大器一般用于控制小功率的電動(dòng)機(jī)或要求電磁干擾較小的系統(tǒng)中。主要有1．單極性功率放大器2.雙極性功率放大器第23頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2823TianjinUniversityofTechnology1．單極性功率放大器

這是功率放大器中最簡(jiǎn)單的一種，圖3—10是一個(gè)最簡(jiǎn)單的單極性功率放大器的原理圖。這種放大器僅具有單象限控制能力，即僅能提供正的電壓和正的電流。因而它可以使電動(dòng)機(jī)很快加速，而減速只能靠摩擦力和粘滯阻力，減速較慢。圖中VD為續(xù)流二極管，以防電流急劇減小時(shí)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生過(guò)高的自感電動(dòng)勢(shì)而擊穿晶體管。第24頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2824TianjinUniversityofTechnology2.雙極性功率放大器

雙極性功率放大器可以輸出正、負(fù)兩個(gè)極性的電壓和電流，電動(dòng)機(jī)能夠正反兩個(gè)方向運(yùn)行。圖3—12表示了T型和H型兩種典型雙極性放大器的原理圖。T型放大器線路較為簡(jiǎn)單、成熟，因而得到廣泛的應(yīng)用，但它要使用正、負(fù)電源供電，晶體管耐壓要求高，要能承受2Us的電壓。H橋型電路較為復(fù)雜，功率元件多，一般在功率較大的系統(tǒng)中應(yīng)用。第25頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2825TianjinUniversityofTechnology3．3．2開(kāi)關(guān)型直流功率放大器

開(kāi)關(guān)型放大器中的功率元件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，它不是直接控制其輸出電壓的幅值，而是通過(guò)控制其輸出電壓的占空比，使其輸出電壓的平均值同控制信號(hào)成比例。這類功率放大器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有很高的效率，缺點(diǎn)是電磁干擾較大，一般應(yīng)用于幾百瓦至幾十千瓦的系統(tǒng)中。開(kāi)關(guān)型功率放大器分脈沖寬度調(diào)制型(PWM，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制型)和脈沖頻率調(diào)制型兩類，也有兩種形式混合的。脈沖頻率調(diào)制型多用于純電感性負(fù)載，如電磁線圈。電動(dòng)機(jī)控制則廣泛應(yīng)用脈寬調(diào)制型功率放大器。第26頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2826TianjinUniversityofTechnology1.脈寬調(diào)制原理脈寬調(diào)制放大器的輸出電壓是幅值恒定、頻率恒定、脈寬可調(diào)的波形，如圖3—13所示。對(duì)圖3—13所示波形進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，可得第27頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2827TianjinUniversityofTechnology脈寬調(diào)制原理從式(3—36)可看出，脈寬調(diào)制放大器輸出的直流分量與占空比成比例關(guān)系。當(dāng)脈沖周期Ts，比電動(dòng)機(jī)電磁時(shí)間常數(shù)Ts小很多時(shí)，由于電樞電感的濾波作用和轉(zhuǎn)子慣量的平滑作用，式(3—36)中的交流分量產(chǎn)生的作用很小，可以忽略不計(jì)。換言之，控制直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制電壓，可以等價(jià)為直流控制電壓。第28頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2828TianjinUniversityofTechnology2．PWM功率放大器

PWM功率放大器和線性功率放大器一樣，也有多種電路形式?？偟膩?lái)說(shuō)，可以分為單極性和雙極性兩種工作方式。每種工作方式又可分為可逆開(kāi)關(guān)放大電路和不可逆開(kāi)關(guān)放大電路。以T型雙極性開(kāi)關(guān)放大器為例簡(jiǎn)介PWM功率放大器。如圖3—16所示，實(shí)際上它與T型單極性開(kāi)關(guān)放大器很相似，只是接了正負(fù)雙電源，因此其輸出電壓在-Us到+Us，之間變化。由于其極性可變，故稱為雙極性工作方式。它可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小和方向。第29頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2829TianjinUniversityofTechnology3．PWM放大器中的一些特殊問(wèn)題

(1)功率管的選擇PWM放大器中的功率管選擇原則與線性放大器不同，由于其工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)損耗比較大，一般要求選用截止頻率比較高的晶體管，以降低開(kāi)關(guān)損耗。目前常用的功率器件主要有三種類型：雙極結(jié)型晶體管(GRT)、金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)以及絕緣柵雙極晶體管(1GBT)。圖3—20給出了三種功率元件的開(kāi)關(guān)能力。第30頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2830TianjinUniversityofTechnology(2)功率管的保護(hù)

一般晶體管導(dǎo)通時(shí)，其導(dǎo)通電壓會(huì)隨電流增大而升高，尤其是過(guò)流時(shí)，導(dǎo)通電壓會(huì)急劇升高，如圖3—21所示。利用這一特性，可在晶體管導(dǎo)通時(shí)檢測(cè)其導(dǎo)通壓降。當(dāng)它高于某一設(shè)定值時(shí)，便關(guān)斷晶體管，達(dá)到保護(hù)目的。晶體管飽和導(dǎo)通壓降檢測(cè)保護(hù)法，可用圖3—22所示的電路實(shí)現(xiàn)。其中，與非門的作用是，晶體管加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，檢測(cè)才起作用，以免晶體管關(guān)斷時(shí)造成誤判。檢測(cè)后的信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)與門共同控制功率管開(kāi)通與關(guān)斷。第31頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2831TianjinUniversityofTechnology(3)開(kāi)通延遲

在PWM放大器中，同一橋臂上的兩個(gè)晶體管多工作在反相狀態(tài)，即當(dāng)一個(gè)導(dǎo)通時(shí)，另一個(gè)就關(guān)斷。實(shí)際上晶體管的開(kāi)通、關(guān)斷是有延時(shí)的，且關(guān)斷延時(shí)一般比開(kāi)通延時(shí)大，當(dāng)晶體管開(kāi)關(guān)控制信號(hào)跳變時(shí)，原來(lái)關(guān)斷的晶體管將很快開(kāi)通，而原來(lái)導(dǎo)通的晶體管卻不能立即關(guān)斷。結(jié)果，在這一瞬間兩晶體管處于同時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)，形成短路，并可能損壞晶體管。因此，必須使控制信號(hào)由低變高的過(guò)程延時(shí)一段時(shí)間，以免造成橋臂直通。這種延遲就是開(kāi)通延遲。開(kāi)通延時(shí)可通過(guò)在晶體管驅(qū)動(dòng)級(jí)加延遲或在脈寬調(diào)制器中加死區(qū)的辦法實(shí)現(xiàn)。第32頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2832TianjinUniversityofTechnology(4)泵升電壓PWM放大器中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及負(fù)載存儲(chǔ)的能量并不是消耗在放大器中，而是回饋到電源中。當(dāng)采用整流電源時(shí)，回饋的能量充到電容器中。當(dāng)系統(tǒng)慣量比較大時(shí)，由于充電引起電容器的電壓升高幅度很大。如果不加處理，將產(chǎn)生過(guò)高的電壓而威脅電路的安全。因此，一般在中、小功率系統(tǒng)中，附加如圖3—23所示的放電回路，將多余的能量在電阻只L中消耗掉；在大功率系統(tǒng)中，則加逆變器將能量回饋電網(wǎng)。第33頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2833TianjinUniversityofTechnology3．3．3晶閘管驅(qū)動(dòng)器晶閘管驅(qū)動(dòng)器SCR驅(qū)動(dòng)器分為可逆和不可逆兩種電路。圖3—24是由一組SCR變流器構(gòu)成的不可逆電路。其中，上部三只SCR具有共陰極，以120°電角度相位間隔交替被導(dǎo)通，而具有共陽(yáng)極的下部三只SCR同樣以120°電角度相位間隔交替被導(dǎo)通.

第34頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2834TianjinUniversityofTechnology晶閘管驅(qū)動(dòng)器

可逆電路一般多采用兩組SCR變流器聯(lián)結(jié)而成，其中一組變流器向電動(dòng)機(jī)提供正向電流，另一組向電動(dòng)機(jī)提供反向電流。兩組變流器之間的連接可分為反并聯(lián)和交叉連接，如圖3—26所示。反并聯(lián)方案中可用一個(gè)交流電源向兩組變流器供電，但在有環(huán)流的方案中需用4個(gè)限流電抗器。交叉連接方案中的兩組變流器需要各自獨(dú)立的電源供電，但其環(huán)流值較小，所用電抗器較少。第35頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2835TianjinUniversityofTechnology3．4直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制

直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)、制動(dòng)特性好等優(yōu)點(diǎn)，至今由直流電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)仍為變速傳動(dòng)的主要形式。采用PWM功放的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的原理如圖3—27所示。第36頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2836TianjinUniversityofTechnology

3．4．1電流環(huán)

根據(jù)圖3—27的工作原理，利用直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)方程組(3—31)，可畫出電流環(huán)的傳遞函數(shù)方塊圖，如圖3—28所示。圖中，符號(hào)。表示電流負(fù)反饋系數(shù)；Ki(τis十1)/τis為電流控制器傳遞函數(shù)。這里，在電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)中已經(jīng)略去機(jī)械阻尼系數(shù)B。第37頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2837TianjinUniversityofTechnology電流環(huán)整個(gè)電流環(huán)的傳遞函數(shù)方塊圖可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為圖3—29。由圖3—29可得(3.40)第38頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2838TianjinUniversityofTechnology電流環(huán)根據(jù)圖3—28，電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia(s)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速存在如下關(guān)系式：將式(3—40)代人式(3—41)，得Ia(s)＝Ui(s)／Ra(s)；再代人式(3—31)，得電磁轉(zhuǎn)矩上式(3—42)表明，在電流環(huán)中，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem。與電樞電流Ia。成正比，電樞電流Ia。與輸入電壓Ui成正比，所以，輸入電壓通過(guò)電流環(huán)控制了電磁轉(zhuǎn)矩。(3.41)(3.42)第39頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2839TianjinUniversityofTechnology3．4．2速度環(huán)

首先，設(shè)速度控制器為比例控制器，其增益為Kv。又令測(cè)速發(fā)電機(jī)的反饋系數(shù)為Kf?？紤]到電流環(huán)的傳遞函數(shù)方程(3—40)，可以畫出速度環(huán)的傳遞函數(shù)方塊圖，如圖3—30所示。由圖3—30容易看出，該速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是I型系統(tǒng)，對(duì)于階躍參考輸入，輸出速度是無(wú)靜態(tài)誤差的。但是，由于存在負(fù)載轉(zhuǎn)矩Td，輸出速度總是有靜態(tài)誤差的。為了克服這一缺點(diǎn)，速度控制器應(yīng)采用PI控制器。第40頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2840TianjinUniversityofTechnology速度環(huán)

將圖3—30中的純?cè)鲆鍷v，更換為(這里，符號(hào)Tv，為積分增益)。這樣，速度環(huán)變成了Ⅱ型系統(tǒng)，如圖3—3l所示。

顯然，該系統(tǒng)對(duì)于參考輸入是二階無(wú)靜差的(不僅對(duì)常速度輸入無(wú)靜差，而且對(duì)等加速度輸入也無(wú)靜差)。同時(shí)，對(duì)于常值干擾轉(zhuǎn)矩，該系統(tǒng)也是無(wú)靜差的。因此，，采用PI速度控制器取代P速度控制器，可以改善系統(tǒng)的靜態(tài)速度調(diào)節(jié)精度。第41頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2841TianjinUniversityofTechnology3.5無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是在有刷直流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它以電子換向電路取代了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的整流子—電刷換向器，既保持了直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又避免了直流電動(dòng)機(jī)因電刷而引起的缺陷。這種電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性線性度好，調(diào)速范圍寬，壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便，可靠性高，噪聲較小，不存在換向火花，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)無(wú)線電信號(hào)的干擾，可用于直流電動(dòng)機(jī)不能應(yīng)用的易燃、易爆場(chǎng)合。第42頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2842TianjinUniversityofTechnology3．5．1工作原理無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組位于定子上，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼組成。它可以分為電動(dòng)機(jī)本體、電子換向開(kāi)關(guān)電路逆變器)、磁極位置傳感器等三個(gè)基本部分，如圖3—32所示。第43頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2843TianjinUniversityofTechnology工作原理無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理如圖3—33所示流波形如圖3—34所示。圖中橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子的電角度，等于轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度乘以電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)第44頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2844TianjinUniversityofTechnology3．5．2數(shù)學(xué)模型

由于氣隙磁通密度呈梯形分布，所以在任何瞬間，通電的兩相繞組的電流與氣隙磁通的平頂部分相互作用，結(jié)果產(chǎn)生常值的電磁轉(zhuǎn)矩：(3.45)式中：pm——電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)；Ψi——轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁通與定子繞組交鏈的磁鏈，為不變的常數(shù)；ia——定子繞組方波電流幅值。并且，定子繞組中的反電動(dòng)勢(shì)同氣隙磁通密度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比，也呈梯形分布，可以表示為第45頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2845TianjinUniversityofTechnology數(shù)學(xué)模型三相定子繞組的電壓平衡方程可以列寫如下：式中：us1,us2,us3——定子繞組三相電壓；is1,is2,is3——定子繞組三相電流；L——定子繞組自感；M——定子繞組互感；e1，e2，e3——三相定子繞組上的反電。第46頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2846TianjinUniversityofTechnology數(shù)學(xué)模型由于三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)中is1+is2+is3＝0，因此，M(is1+is2)＝一Mis3。于是，定子電壓平衡方程組可以進(jìn)一步改寫為實(shí)際運(yùn)行時(shí)，三相定子繞組中只有兩相同時(shí)通電。假設(shè)三相繞組采用星形(丫)接法，那么兩個(gè)通電繞組實(shí)際上是串聯(lián)的，即電流由正電源經(jīng)導(dǎo)通的上功率管流向第一相繞組，到中點(diǎn)后，又流過(guò)第二相繞組，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)通的下功率管抵達(dá)負(fù)電源。第47頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2847TianjinUniversityofTechnology數(shù)學(xué)模型于是，若將兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通的繞組電壓相加，并以電源電壓沙ua和電源電流ia表示之，則有（3.49）式中：Ra＝2(R+R0)，R0為導(dǎo)通管的內(nèi)阻；La＝2(L—M)；Ke＝2pmΨr。此外，轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程為（3.50）這樣，便完成了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。它由方程(3—45)、(3—49)及(3—50)組成。第48頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2848TianjinUniversityofTechnology3．5．3無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖3—35所示。系統(tǒng)由變頻器、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)、位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置以及控制電路組成?？刂齐娐钒ǖ湫偷乃俣群碗娏骺刂破?、PWM脈寬調(diào)制器以及邏輯控制單元。目前，實(shí)際的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)速度環(huán)大多數(shù)采用全數(shù)字方案或者數(shù)—模混合控制方案。由無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)組成的伺服系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩平滑、響應(yīng)快、控制精度高等特點(diǎn)，可適用于數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的伺服驅(qū)動(dòng)，以及對(duì)動(dòng)、靜態(tài)性能要求較高的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域。第49頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2849TianjinUniversityofTechnology3．6永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制

永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)結(jié)構(gòu)與無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)相似，如圖3—32所示。定子由電工鋼片疊制而成，電樞繞組通常為三相繞組，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼構(gòu)成磁極，同軸連接檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置的傳感器。永磁同步電動(dòng)機(jī)采用三相正弦波電流供電，取代無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的方波電流供電，消除了換向時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，運(yùn)行性能更加平穩(wěn)，靜、動(dòng)特性更好。第50頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2850TianjinUniversityofTechnology3．6．1永磁交流同步電動(dòng)機(jī)工作原理永磁交流同步電動(dòng)機(jī)通常采用三相正弦脈沖寬度調(diào)制(SPWM)電壓供給定子繞組。供電電路原理如圖3—36所示。第51頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2851TianjinUniversityofTechnology永磁交流同步電動(dòng)機(jī)工作原理

三相交流電源(A～，B～，C～)經(jīng)過(guò)整流濾波產(chǎn)生逆變器直流電源電壓。三相正弦控制信號(hào)(u1,u2,u3.)經(jīng)過(guò)PWM控制電路，產(chǎn)生正弦脈沖調(diào)寬信號(hào)，作為逆變器功率開(kāi)關(guān)管的基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。逆變器輸出三相SPWM電壓us1,us2,us3供給電動(dòng)機(jī)定子繞組。轉(zhuǎn)子永久磁鐵與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，達(dá)到同步運(yùn)行狀態(tài)。第52頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2852TianjinUniversityofTechnology3．6．2永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型

為了對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量控制，必須首先推導(dǎo)出它的數(shù)學(xué)模型。為此，

首先，在定子坐標(biāo)系中，通過(guò)3／2變換將定子三相電流(is1，is2，is3)分解為正交的兩相電流(ia,ib)；

其次，將定子坐標(biāo)系中的兩相正交電流(ia，ib)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中的兩相正交電流(ia,iq)；

第三，在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中列寫定子電壓平衡方程；

最后，由轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中定子與轉(zhuǎn)子永久磁鐵磁鏈正交的電流分量，乘以電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)，即可獲得永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。這樣，就完成了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。第53頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2853TianjinUniversityofTechnology永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型主要的模型參數(shù)如下定子繞組的電壓平衡方程直軸分量：(3.57)交軸分量：(3.58)電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt

表示為(3.59)另外，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程為(3.60)第54頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2854TianjinUniversityofTechnology永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型

根據(jù)方程(3—57)～(3—60)，可以畫出永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，如圖3—39所示。第55頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2855TianjinUniversityofTechnology永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型

如果通過(guò)控制跟轉(zhuǎn)子磁鏈同相的電壓分量ud，使得id≡0，那么，永磁同步電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程和電磁轉(zhuǎn)矩方程則退化為

方程(3—61)同直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓平衡方程及電磁轉(zhuǎn)矩方程是完全一樣的，只是電樞電流ia換成了與轉(zhuǎn)子磁鏈ψr正交的交軸電流分量iq。永磁同步電動(dòng)機(jī)的這種控制方式稱為矢量控制。在矢量控制條件下，永磁同步電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)是等價(jià)的。這時(shí)，ξ-θ=90°。等式兩邊對(duì)時(shí)間t取一階導(dǎo)數(shù)，可得ω1＝dξ/dt＝dθ/dt＝ω。即定子供電頻率與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度相等，電動(dòng)機(jī)達(dá)到同步運(yùn)行。這就是“永磁同步電動(dòng)機(jī)”名詞的來(lái)由。第56頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2856TianjinUniversityofTechnology3.6.3永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制

永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制方塊圖為圖3—40。圖中，垂直虛線的左邊是由計(jì)算機(jī)完成的控制器算法、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換及3/2和2/3坐標(biāo)變換。虛線的右邊是硬件裝置，其中包括PWM脈沖調(diào)寬、逆變器及永磁同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子位置傳感器(R)與轉(zhuǎn)角—數(shù)字轉(zhuǎn)換器(R/D)，以及測(cè)量定子電流的霍爾傳感器。第57頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2857TianjinUniversityofTechnology3．7交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理與特性

交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、制造使用維修方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)及家用電器中，作為機(jī)械裝置的動(dòng)力，通常被廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)恒速的場(chǎng)合。年來(lái)，由于大功率電力電子器件和大規(guī)模集成電路應(yīng)用于復(fù)雜交流驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展，使得交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟，其性能甚至可以與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速相媲美，因而愈來(lái)愈得到廣泛應(yīng)用。第58頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2858TianjinUniversityofTechnology3．7．1交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理結(jié)構(gòu)

交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成。它們都用硅鋼片疊制而成。定子有三相繞組和單相繞組兩種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子有鼠籠式和短路繞組式兩種。二者互相組合，形成四種類型的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。圖3—41表示了兩極三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理性端面視圖。定子三相對(duì)稱繞組在空間互成120°，連成三角形(△)或星形(丫)。接人三相對(duì)稱交流電源后，三相繞組中的電流在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向由三相交流電源的相序決定?；Q任意兩相，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向也會(huì)隨之改變。第59頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2859TianjinUniversityofTechnology3.7.2交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的等效電路

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)只有定子繞組外接電源，轉(zhuǎn)子繞組是短路的。轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電磁感應(yīng)定理接受定子繞組的能量。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可視為一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其定子繞組是初級(jí)線圈，而轉(zhuǎn)子繞組是次級(jí)線圈。

考慮三相對(duì)稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一相。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)，定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組形成變壓器的原、副邊。設(shè)轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E20，那么，轉(zhuǎn)子繞組的電流為式中，R2----轉(zhuǎn)子等效電阻

X2=ω1L2----轉(zhuǎn)子等效電感第60頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2860TianjinUniversityofTechnology交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的等效電路

將轉(zhuǎn)子電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)折合到定子邊，可得式中：R2’=(W1/W2)2R2；X2’=(W1/W2)2X2；

W1,W2,--------定子和轉(zhuǎn)子的等效繞組匝樹(shù)；

E1----------定子邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)設(shè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為ω，靜止時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為ω1定義轉(zhuǎn)差率為：

于是，轉(zhuǎn)子中的電流折合到定子邊為

第61頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2861TianjinUniversityofTechnology交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的等效電路

考慮到定子繞組的阻抗兄R1+jX1和鐵芯的激磁阻抗(這里Rm和Xm分別為激磁電阻和感抗)，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的等效電路如圖3—42所示。第62頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2862TianjinUniversityofTechnology3.7.3電磁轉(zhuǎn)矩公式

根據(jù)電動(dòng)機(jī)能量平衡原理，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可表示為

（4-67）為了進(jìn)一步采用定子電源電壓表示電磁轉(zhuǎn)矩，引入符號(hào)：那么，所以，第63頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2863TianjinUniversityofTechnology電磁轉(zhuǎn)矩公式代人公式(3-66)，電磁轉(zhuǎn)矩可以表示為（4-68）式中第64頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2864TianjinUniversityofTechnology3.7.4交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1．堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩令S＝1，代人式(3—67)，可得堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為（4.69）2．最大轉(zhuǎn)矩為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，忽略定子阻抗壓降，假設(shè)E1=U1為常量，那么，令，可由方程（4-67）解得Smax=R2’/X2’。再代人電磁轉(zhuǎn)矩公式，可得最大轉(zhuǎn)矩為(4.70)第65頁(yè)，課件共71頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/2865TianjinUniversityofTechnology交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對(duì)于交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，R2’<X2’，即Smax<1，因此，機(jī)械特性如圖3—43所示。由圖可以看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，其實(shí)際轉(zhuǎn)速為零，轉(zhuǎn)差率S