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電力拖動(dòng)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)心得篇一
6-1
一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為:額定電壓,額定轉(zhuǎn)速,額定頻率,定子繞組y聯(lián)接。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得定子電阻,定子漏感,定子繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的等效電感,轉(zhuǎn)子電阻,轉(zhuǎn)子漏感,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè),忽略鐵心損耗。
(1).畫出異步電動(dòng)機(jī)t型等效電路和簡(jiǎn)化等效電路;(2).額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率,定子額定電流和額定電磁轉(zhuǎn)矩;(3).定子電壓和頻率均為額定值時(shí),理想空載時(shí)的勵(lì)磁電流;(4).定子電壓和頻率均為額定值時(shí),臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩,畫出異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。
解:(1).異步電動(dòng)機(jī)t型等效電路和簡(jiǎn)化等效電路
(2).額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率
根據(jù)簡(jiǎn)化等效電路,定子額定電流
額定電磁轉(zhuǎn)矩,其中,(3).定子電壓和頻率均為額定值時(shí),理想空載時(shí)的勵(lì)磁電流
(4).定子電壓和頻率均為額定值時(shí),臨界轉(zhuǎn)差率
和臨界轉(zhuǎn)矩
異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
6-2
異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如6-1題所示,畫出調(diào)壓調(diào)速在和時(shí)的機(jī)械特性,計(jì)算臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩,分析氣隙磁通的變化,在額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩,分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和風(fēng)機(jī)類負(fù)載兩種情況下,調(diào)壓調(diào)速的穩(wěn)定運(yùn)行范圍。
解:調(diào)壓調(diào)速在和時(shí)的機(jī)械特性
臨界轉(zhuǎn)差率
時(shí),臨界轉(zhuǎn)矩
氣隙磁通
時(shí),臨界轉(zhuǎn)矩
氣隙磁通
帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí),穩(wěn)定工作范圍為,帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行,調(diào)速范圍。
6-3異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如6-1題所示,若定子每相繞組匝數(shù),定子基波繞組系數(shù),定子電壓和頻率均為額定值。求:(1).忽略定子漏阻抗,每極氣隙磁通量和氣隙磁通在定子每相中異步電動(dòng)勢(shì)的有效值;(2).考慮定子漏阻抗,在理想空載和額定負(fù)載時(shí)的和;(3).比較上述三種情況下,和的差異,并說(shuō)明原因。
解:(1).忽略定子漏阻抗,(2).考慮定子漏阻抗,在理想空載時(shí)同(1)
額定負(fù)載時(shí),根據(jù)簡(jiǎn)化等效電路,定子額定電流;
(3).忽略定子漏阻抗時(shí),不考慮定子漏阻抗壓降,理想空載時(shí),定子漏阻抗壓降等于零,兩者相同??紤]定子漏阻抗時(shí),定子漏阻抗壓降使得和減小。
6-4
接上題,(1).計(jì)算在理想空載和額定負(fù)載時(shí)的定子磁通和定子每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2).轉(zhuǎn)子磁通和轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(折合到定子邊);(3).分析與比較在額定負(fù)載時(shí),、和的差異,、和的差異,并說(shuō)明原因。
解:(1).定子磁通和定子每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
理想空載時(shí),忽略勵(lì)磁電流(下同),額定負(fù)載時(shí),根據(jù)簡(jiǎn)化等效電路,定子額定電流;
理想空載和額定負(fù)載時(shí)的(2).轉(zhuǎn)子磁通和轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(折合到定子邊);
理想空載時(shí),,額定負(fù)載時(shí),根據(jù)簡(jiǎn)化等效電路,定子額定電流;
(3).額定負(fù)載時(shí),,離電機(jī)輸入端遠(yuǎn)的反電勢(shì)小。
6-5
按基頻以下和基頻以上,分析電壓頻率協(xié)調(diào)的控制方式,畫出(1)恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;(2)基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;(3)基頻以上恒壓變頻控制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;(4)畫出電壓頻率特性曲線。
解:(1)恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;(2)基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;(3)基頻以上恒壓變頻控制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性;
(4)電壓頻率特性曲線
6-6
異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)同6-1題,逆變器輸出頻率等于額定頻率時(shí),輸出電壓等于額定電壓。考慮低頻補(bǔ)償,當(dāng)頻率,輸出電壓。(1)求出基頻以下,電壓頻率特性曲線的表達(dá)式,并畫出特性曲線;(2)當(dāng)時(shí),比較補(bǔ)償與不補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械特性曲線,兩種情況下的臨界轉(zhuǎn)矩。
解:(1)基頻以下,電壓頻率特性曲線
(2)補(bǔ)償與不補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械特性曲線,兩種情況下的臨界轉(zhuǎn)矩
當(dāng)時(shí),補(bǔ)償后電壓
臨界轉(zhuǎn)矩
不補(bǔ)償
臨界轉(zhuǎn)矩
6-7
異步電動(dòng)機(jī)基頻下調(diào)速時(shí),氣隙磁通、定子磁通和轉(zhuǎn)子磁通受負(fù)載的變換而變化,要保持恒定需采用電流補(bǔ)償控制。寫出保持三種磁通恒定的電流補(bǔ)償控制的相量表達(dá)式,若僅采用幅值補(bǔ)償是否可行,比較兩者的差異。
解:(1).定子磁通恒定的電流補(bǔ)償控制的相量表達(dá)式
(2).氣隙磁通恒定的電流補(bǔ)償控制的相量表達(dá)式
(3).轉(zhuǎn)子磁通恒定的電流補(bǔ)償控制的相量表達(dá)式
精確的補(bǔ)償應(yīng)該是幅值補(bǔ)償和相位補(bǔ)償,考慮實(shí)現(xiàn)方便的原因,也可僅采用幅值補(bǔ)償。
6-8
兩電平pwm逆變器主回路,采用雙極性調(diào)制時(shí),用“1”表示上橋臂開通,“0”表示上橋臂關(guān)斷,共有幾種開關(guān)狀態(tài),寫出其開關(guān)函數(shù)。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)寫出其電壓空間矢量表達(dá)式,畫出空間電壓矢量圖。
解:兩電平pwm逆變器主回路:
采用雙極性調(diào)制時(shí),忽略死區(qū)時(shí)間影響,用“1”表示上橋臂開通,“0”表示下橋臂開通,逆變器輸出端電壓:,以直流電源中點(diǎn)為參考點(diǎn)
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空間電壓矢量圖:
6-9
當(dāng)三相電壓分別為、、,如何定義三相定子電壓空間矢量、、和合成矢量,寫出他們的表達(dá)式。
解:a,b,c為定子三相繞組的軸線,定義三相電壓空間矢量:
合成矢量:
6-10
忽略定子電阻的影響,討論定子電壓空間矢量與定子磁鏈的關(guān)系,當(dāng)三相電壓、、為正弦對(duì)稱時(shí),寫出電壓空間矢量與定子磁鏈的表達(dá)式,畫出各自的運(yùn)動(dòng)軌跡。
解:用合成空間矢量表示的定子電壓方程式:
忽略定子電阻的影響,即電壓空間矢量的積分為定子磁鏈的增量。
當(dāng)三相電壓為正弦對(duì)稱時(shí),定子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量
電壓空間矢量:
6-11
采用電壓空間矢量pwm調(diào)制方法,若直流電壓恒定,如何協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系。
解:直流電壓恒定則六個(gè)基本電壓空間矢量的幅值一定,零矢量作用時(shí)間增加,所以插入零矢量可以協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系。
6-12
兩電平pwm逆變器主回路的輸出電壓矢量是有限的,若期望輸出電壓矢量的幅值小于直流電壓,空間角度任意,如何用有限的pwm逆變器輸出電壓矢量來(lái)逼近期望的輸出電壓矢量。
解:兩電平pwm逆變器有六個(gè)基本空間電壓矢量,這六個(gè)基本空間電壓矢量將電壓空間矢量分成六個(gè)扇區(qū),根據(jù)空間角度確定所在的扇區(qū),然后用扇區(qū)所在的兩個(gè)基本空間電壓矢量分別作用一段時(shí)間等效合成期望的輸出電壓矢量。
6-13
在轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中需要給定積分環(huán)節(jié),論述給定積分環(huán)節(jié)的原理與作用。
解:由于系統(tǒng)本身沒有自動(dòng)限制起制動(dòng)電流的作用,因此,頻率設(shè)定必須通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或降速信號(hào),6-14
論述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律,實(shí)現(xiàn)方法以及系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
解:轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律為:
(1)在的范圍內(nèi),轉(zhuǎn)矩基本上與成正比,條件是氣隙磁通不變。
(2)在不同的定子電流值時(shí),按圖5-43的函數(shù)關(guān)系控制定子電壓和頻率,就能保持氣隙磁通恒定。
轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:轉(zhuǎn)差角頻率與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速相加后得到定子頻率,在調(diào)速過(guò)程中,實(shí)際頻率隨著實(shí)際轉(zhuǎn)速同步地上升或下降,加、減速平滑而且穩(wěn)定。同時(shí),由于在動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr飽和,系統(tǒng)以對(duì)應(yīng)于的最大轉(zhuǎn)矩起、制動(dòng),并限制了最大電流,保證了在允許條件下的快速性。
轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是:轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)是基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的,函數(shù)關(guān)系中只抓住了定子電流的幅值,轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)確或存在干擾都以正反饋的形式傳遞到頻率控制信號(hào)上來(lái)。
6-15
用題6.1參數(shù)計(jì)算,轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)差頻率,假定系統(tǒng)最大的允許轉(zhuǎn)差頻率,試計(jì)算起動(dòng)時(shí)定子電流。
解:轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)差頻率
起動(dòng)時(shí)定子電流,其中
第7章習(xí)題解答
7-1
按磁動(dòng)勢(shì)等效、功率相等的原則,三相坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為
現(xiàn)有三相正弦對(duì)稱電流,,求變換后兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和,分析兩相電流的基本特征與三相電流的關(guān)系。
解:兩相靜止坐標(biāo)系中的電流
其中,兩相電流與三相電流的的頻率相同,兩相電流的幅值是三相電流的的倍,兩相電流的相位差。
7-2
兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換陣為
將上題中的兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流和,坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度。分析當(dāng)時(shí),和的基本特征,電流矢量幅值與三相電流幅值的關(guān)系,其中是三相電源角頻率。
解:兩相靜止坐標(biāo)系中的電流
兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流
當(dāng)時(shí),兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流
電流矢量幅值
7-3
按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中狀態(tài)方程為
坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度為
假定電流閉環(huán)控制性能足夠好,電流閉環(huán)控制的等效傳遞函數(shù)為慣性環(huán)節(jié),為等效慣性時(shí)間常數(shù),畫出電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖,輸入為和,輸出為和,討論系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
解:電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
轉(zhuǎn)子磁鏈子系統(tǒng)穩(wěn)定,而轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)不穩(wěn)定。
7-4籠型異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為:額定功率,額定電壓,額定電流,額定轉(zhuǎn)速,額定頻率,定子繞組y聯(lián)接。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得定子電阻,轉(zhuǎn)子電阻,定子自感,轉(zhuǎn)子自感,定、轉(zhuǎn)子互感,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在額定工作狀態(tài),假定電流閉環(huán)控制性能足夠好。試求:轉(zhuǎn)子磁鏈和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的定子電流兩個(gè)分量、。
解:由異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型得額定轉(zhuǎn)差率
額定轉(zhuǎn)差
電流矢量幅值
由按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的動(dòng)態(tài)模型得
穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),故,解得
轉(zhuǎn)子磁鏈
7-5
根據(jù)題7-3得到電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖,電流閉環(huán)控制等效慣性時(shí)間常數(shù),設(shè)計(jì)矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr和磁鏈調(diào)節(jié)器,其中,asr按典型ii型系統(tǒng)設(shè)計(jì),按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)器的限幅按2倍過(guò)流計(jì)算,電機(jī)參數(shù)同題7-4。
解:忽略轉(zhuǎn)子磁鏈的交叉耦合,電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
(1)
磁鏈調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)子磁鏈的等效傳遞函數(shù),選用pi調(diào)節(jié)器,校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),令,則校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),等效開環(huán)傳系函數(shù),慣性時(shí)間常數(shù),按設(shè)計(jì)。
(2)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr設(shè)計(jì)
忽略負(fù)載轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)子磁鏈的變化率,即,則轉(zhuǎn)速的等效傳遞函數(shù),校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù),等效開環(huán)傳系函數(shù),中頻段寬度按設(shè)計(jì)。
7-6
用matlab仿真軟件,建立異步電動(dòng)機(jī)的仿真模型,分析起動(dòng)、加載電動(dòng)機(jī)的過(guò)渡過(guò)程,電動(dòng)機(jī)參數(shù)同題7-4。
7-7
對(duì)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,分析仿真結(jié)果,觀察在不同坐標(biāo)系中的電流曲線,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr和磁鏈調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)的影響。
7-8用matlab仿真軟件,對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,分析仿真結(jié)果,觀察轉(zhuǎn)矩與磁鏈雙位式控制器環(huán)寬對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
7-9
根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)矢量控制系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)作分析與比較。
習(xí)題7-6至7-9由讀者自行仿真,并分析比較。
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)心得篇二
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
專業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化
姓名:常宇 學(xué)號(hào):z011142228
不得不說(shuō),這次的實(shí)驗(yàn)給我的感覺和上學(xué)期的電力電子實(shí)驗(yàn)挺像的,必須要用心去做才能學(xué)到東西,實(shí)驗(yàn)本身才會(huì)顯得有意義,否則只會(huì)是消磨時(shí)間。
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束,在4次實(shí)驗(yàn)中,我們做了晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)、單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和三相spwm、馬鞍波、svpwm變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)這門課程知識(shí)的實(shí)用性很強(qiáng),因此實(shí)驗(yàn)就顯得非常重要。
不得不說(shuō),在這四次實(shí)驗(yàn)中,讓我印象深刻的是單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是我所花時(shí)間最多、個(gè)人認(rèn)為最難的一次實(shí)驗(yàn)。第一次的實(shí)驗(yàn)沒能成功是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)臺(tái)的djk04電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)i模塊損壞,第二次實(shí)驗(yàn)也是費(fèi)盡千辛萬(wàn)苦才把實(shí)驗(yàn)順利完成。雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)比較難、耗時(shí)長(zhǎng),但我卻從中學(xué)習(xí)到了許多。我們第一次實(shí)驗(yàn)線路連接好但電機(jī)并不能轉(zhuǎn)動(dòng),我們也正是利用老師傳授的方法判斷出了實(shí)驗(yàn)?zāi)K不能正常工作。即使沒有成功做出實(shí)驗(yàn)預(yù)期的結(jié)果,我們依然收獲了,我們通過(guò)自己的判斷可以正確的分析線路的故障、排除故障。我感覺這比稀里糊涂的完成實(shí)驗(yàn)更有意義。
在這三次實(shí)驗(yàn)中,我們離不開丁老師的幫助。我十分贊成丁老師的這種教學(xué)方法,讓同學(xué)們自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自己做實(shí)驗(yàn)、自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,我認(rèn)為這樣才能真正的達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的,這樣才能提高學(xué)生的操作動(dòng)手能力、獨(dú)立思考的能力。丁老師也能處處為學(xué)生著想,最后一次實(shí)驗(yàn)中老師就說(shuō)過(guò)學(xué)校能為老師辦公室安裝空調(diào),卻不能為實(shí)驗(yàn)室裝空調(diào),讓學(xué)生大熱天的做實(shí)驗(yàn)。老師聽完這一番話,我們真的非常感動(dòng)。像丁老師這樣能為學(xué)生著想的老師真的很少很少,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課后都統(tǒng)一認(rèn)為丁老師是位好老師,是能處處為學(xué)生著想的老師。
非常感謝丁老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予我們的幫助,悉心的教導(dǎo)和耐心的解答,使我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)到新的東西,這樣的實(shí)驗(yàn)做起來(lái)才比較有意思,才不會(huì)讓學(xué)生覺得無(wú)聊或者是應(yīng)付了事,才能培養(yǎng)和提高我們專業(yè)的學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)心得篇三
《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》學(xué)習(xí)心得
進(jìn)入到大四我們接觸到了一門新的課程叫《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》,幾次課上下來(lái)發(fā)現(xiàn)這門課包含的內(nèi)容實(shí)在是太多了,涉及到了自動(dòng)控制原理、電機(jī)拖動(dòng)、電力電子和高數(shù)等多門學(xué)科的知識(shí),讓我覺得學(xué)起來(lái)有點(diǎn)吃力。但經(jīng)過(guò)老師的細(xì)細(xì)梳理,使我慢慢對(duì)這門課程有了新的認(rèn)識(shí),電力拖動(dòng)是以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)的一種拖動(dòng)方式。電力拖動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)及其自動(dòng)控制裝置組成。自動(dòng)控制裝置通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)的控制,對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制,對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制以及對(duì)某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等,可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。
現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制已成為電機(jī)學(xué),電力電子技術(shù),微電子技術(shù),計(jì)算機(jī)控制技術(shù),控制理論,信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)等多門學(xué)科相互交叉的綜合性學(xué)科。課上老師簡(jiǎn)單介紹了運(yùn)動(dòng)控制及其相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,隨著其他相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也在不斷發(fā)展,不斷提高系統(tǒng)的安全性,可靠性,在課上跟隨老師的思路,使我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)有了更深刻的理解。
運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)電壓,電流,頻率等輸入電量的控制,來(lái)改變工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩,速度,位移等機(jī)械量,使各種機(jī)械按人們期望的要求運(yùn)行,以滿足生產(chǎn)工藝及其他應(yīng)用的需要。工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提出了日益復(fù)雜的要求,同時(shí)也為研制和生產(chǎn)各類新型的控制裝置提供了可能。在前期課程控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、電力電子等課程的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)以電動(dòng)機(jī)為被控對(duì)象的控制系統(tǒng),培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本理論和方法、初步的工程設(shè)計(jì)能力和研發(fā)同類系統(tǒng)的能力。
課堂上老師全面、系統(tǒng)、深入地介紹了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制原理、系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分析和設(shè)計(jì)方法。
運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)容主要包括直流調(diào)速、交流調(diào)速和伺服系統(tǒng)三部分。直流調(diào)速部分主要介紹單閉環(huán)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和以全控型功率器件為主的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)等內(nèi)容;交流調(diào)速部分主要包括基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)、基于異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型的高性能調(diào)速系統(tǒng)以及串級(jí)調(diào)速系統(tǒng);隨動(dòng)系統(tǒng)部分介紹直、交流隨動(dòng)系統(tǒng)的性能分析與動(dòng)態(tài)校正等內(nèi)容。此外,書中還介紹了近幾年發(fā)展起來(lái)的多電平逆變技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)等內(nèi)容?!哆\(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》既注重理論基礎(chǔ),又注重工程應(yīng)用,體現(xiàn)了理論性與實(shí)用性相統(tǒng)一的特點(diǎn)。書中結(jié)合大量的工程實(shí)例,給出了其仿真分析、圖形或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù),具有形象直觀、簡(jiǎn)明易懂的特點(diǎn)。
第一部分中主要介紹直流調(diào)速系統(tǒng),調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方法:改變電樞回路電阻調(diào)速閥,減弱磁通調(diào)速法,調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速法。
變壓調(diào)速是是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法,系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)至少包含了兩部分:能夠調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的直流電源和產(chǎn)生被調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,可控直流電源主要有兩大類,一類是相控整流器,它把交流電源直接轉(zhuǎn)換成可控直流電源;另一類是直流脈寬變換器,它先把交流電整流成不可控的直流電,然后用pwm方式調(diào)節(jié)輸出直流電壓。本章說(shuō)明了兩類直流電源的特性和數(shù)學(xué)模型。當(dāng)用可控直流電源和直流電動(dòng)機(jī)組成一個(gè)直流調(diào)速系統(tǒng)時(shí),它們所表現(xiàn)車來(lái)的性能指標(biāo)和人們的期望值必然存在一個(gè)不小的差距,并做出了分析。開環(huán)控制系統(tǒng)無(wú)法滿足人們期望的性能指標(biāo),本章就閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)展開分析和討論。論述哦了轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律,分析了系統(tǒng)的靜差率,介紹了pi調(diào)節(jié)器和p調(diào)節(jié)器的控制作用。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)能夠提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,但動(dòng)態(tài)性能仍不理想,轉(zhuǎn)速,電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是靜動(dòng)態(tài)性能良好,應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng);還介紹了轉(zhuǎn)速,電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成及其靜特性,數(shù)學(xué)模型,并對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。
第二部分主要介紹交流調(diào)速系統(tǒng)。交流調(diào)速系統(tǒng)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為3類:轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng),轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng),轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率恒為零,同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速只能通過(guò)改變同步轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn),由于同步電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)是固定的,只能采用變壓變頻調(diào)速。
本章介紹了基于等效電路的異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型,討論異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的基本原理和基頻以下的電流補(bǔ)償控制。首先介紹了交流pwm變頻器的主電路,然后討論正選pwm(spwm),電流跟蹤pwm(cfpwm)和電壓空間矢量pwm(svpwm)三種控制方式,討論了電壓矢量與定子磁鏈的關(guān)系,最后介紹了pwm變頻器在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用的特殊問(wèn)題。并討論了轉(zhuǎn)速開環(huán)電壓頻率協(xié)調(diào)控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)和通用變頻器。詳細(xì)討論了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的工作原理和控制規(guī)律,并介紹了變頻調(diào)速在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。
矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制是兩種基于動(dòng)態(tài)模型的高性能的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),矢量控制系統(tǒng)通過(guò)矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向,得到等效直流電機(jī)模型,然后按照直流電動(dòng)機(jī)模型設(shè)計(jì)控制系統(tǒng);直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的符號(hào),根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢?,直接選取合適的定子電壓矢量,實(shí)施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的靜,動(dòng)態(tài)性能,各有所長(zhǎng),也各有不足之處。
作為一個(gè)即將踏入社會(huì)的畢業(yè)生,這學(xué)期的學(xué)習(xí)又讓我充實(shí)了不少,也給自己奠定了基礎(chǔ),非常感謝呂庭老師對(duì)我們的幫助,以后進(jìn)入到工作崗位一定會(huì)做到學(xué)以致用。
電力拖動(dòng)自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)心得篇四
《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》交流部分課程教學(xué)要點(diǎn)
第五章 交流調(diào)速的基本類型和交流變壓調(diào)速系統(tǒng)
1、交流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn),交流調(diào)速的六種方法是什么,從轉(zhuǎn)差功率的角度將異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分成3類,并舉例說(shuō)明。
2、異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性
(1)、固有機(jī)械特性,存在問(wèn)題
(2)、不同電壓下的機(jī)械特性,尤其是高轉(zhuǎn)子電阻交流電動(dòng)機(jī)的不同電壓下的機(jī)械特性
3、閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性
(1)、交流力矩電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的缺點(diǎn)(雖然調(diào)速范圍大,但是特性軟)
(2)、閉環(huán)靜特性的特點(diǎn)(特性硬,采用pi后,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差,但有極限)
(3)、異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)與直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)的不同之處
(4)根據(jù)轉(zhuǎn)差功率損耗分析,調(diào)壓調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)為什么不適宜在低速下長(zhǎng)期工作?掌握結(jié)論即可。
3、軟起動(dòng)器
異步電機(jī)常用啟動(dòng)方法,為什么降壓?jiǎn)?dòng)?軟起動(dòng)器的作用及特點(diǎn)是什么?
思考題根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)差功率處理方式不同,交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為哪幾類?并舉例說(shuō)明。2 晶閘管交流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中,為了擴(kuò)大調(diào)速范圍,通常使用什么種類的異步電動(dòng)機(jī)?畫出其機(jī)械特性曲線?畫出轉(zhuǎn)速閉環(huán)交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理圖和靜特性。其最大轉(zhuǎn)矩和最小轉(zhuǎn)矩受哪個(gè)因素限制?說(shuō)明你在調(diào)壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)中,調(diào)壓裝置的最小控制角是如何確定的?理論上應(yīng)與哪個(gè)參數(shù)相等?結(jié)合調(diào)壓調(diào)速實(shí)驗(yàn),說(shuō)明轉(zhuǎn)速負(fù)反饋交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理。畫出高阻轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)靜特性。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率損耗分析,交流變壓調(diào)速系統(tǒng)最適合哪一類負(fù)載?該負(fù)載下的最大轉(zhuǎn)差功率損耗系數(shù)為多大?對(duì)應(yīng)得轉(zhuǎn)差率是多少?普通交流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速,能否低速長(zhǎng)期運(yùn)行?為什么?說(shuō)明交流電動(dòng)機(jī)輕載降壓節(jié)能原理。輕載時(shí)是否電壓越低越好?為什么?
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