1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)專題報(bào)告說明書題 目：繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)專業(yè)班級(jí)：電氣自動(dòng)化03班 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師：成 績(jī)： 2014年6月16日至6月30日一雙饋調(diào)速原理雙饋調(diào)速理論是從串級(jí)調(diào)速理論發(fā)展而來，針對(duì)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)和功率因素低的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。兩者所使用的原理是相同的，即利用在電機(jī)轉(zhuǎn)子上附加電勢(shì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。只不過串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)與電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)反方向的附加電勢(shì)，而雙饋調(diào)速系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)附加電勢(shì)的頻率、幅值、相位的完全控制。11

2、附加電勢(shì)的種類根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的特性，從轉(zhuǎn)予電流表達(dá)式：可以看出，在轉(zhuǎn)子電流，基本不變的情況下，改變轉(zhuǎn)子側(cè)外加電壓璣，可以改變轉(zhuǎn)差率S。這就是為什么附加電勢(shì)能夠調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的原因，因此對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制問題就變成了對(duì)外加電壓U，的控制問題。異步電動(dòng)機(jī)的外加電壓矢量U，有三種典型方向可以使用(1)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)同相(2)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)反相(3超前轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)姬，90度其中，與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)同相和反相的外加電壓U2的作用是使電機(jī)轉(zhuǎn)速升高和降低，超前轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì) 90度的外加電壓U2的作用是改善電機(jī)定子側(cè)功率因數(shù)。在實(shí)際控制時(shí)，外加電壓的相位可以是以上兩種典型方向的矢量合成，但必須保證外加電壓與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電

3、勢(shì)頻率相同。下面用圖示的方法說明各種附加電勢(shì)對(duì)系統(tǒng)的影響：(1)異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的矢量關(guān)系如圖11(a)所示。其中忽略異步電動(dòng)機(jī)的定子阻抗后有-=電機(jī)定子電流電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)角分別為,。(2)附加電勢(shì)與轉(zhuǎn)U2與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)同相時(shí)的矢量關(guān)系如圖11(b)所示。由于電網(wǎng)電壓沒有變化，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)子合成電勢(shì)的折算值保持不變，即滿足 隨著附加電勢(shì)折算值U2的增大，系統(tǒng)新的轉(zhuǎn)差率S會(huì)隨之減小，即電機(jī)轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)附加電勢(shì)折算值增大到大于系統(tǒng)原有時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)新的轉(zhuǎn)差率S變負(fù)，即電機(jī)轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速。此時(shí)的矢量關(guān)系如圖1-1(d)所示。(3)附加電勢(shì)U2與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)。反相時(shí)的矢量關(guān)系如圖11(c)

4、所示，其分析方法同上。不同之處在于：附加電勢(shì)折算值為負(fù)，隨著附加電勢(shì)折算值以的增大，系統(tǒng)新的轉(zhuǎn)差率S會(huì)隨之增大，即電機(jī)轉(zhuǎn)速降低。(4)附加電勢(shì)乩超前轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)90度時(shí)的矢量關(guān)系如圖1-1(e)所示。出于附加電勢(shì)折算值與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)的折算值垂直，并不影響其垂直分量的大小，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速不會(huì)發(fā)生變化，但轉(zhuǎn)子合成電勢(shì)的相位卻由于的引入而發(fā)生了變化。由于電機(jī)轉(zhuǎn)子的阻抗參數(shù)并不因?yàn)楦郊与妱?shì)的引入而發(fā)生變化，所以轉(zhuǎn)子側(cè)功率因數(shù)角不變。這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流的的相位跟隨的相位變化而變化，從而間接改善電機(jī)定子側(cè)功率因數(shù)角圖 SEQ 圖表 * ARABIC 1-1各種附加電勢(shì)對(duì)系統(tǒng)的影響二雙饋調(diào)速電動(dòng)機(jī)不同工作狀態(tài)

5、下的能量關(guān)系為了能夠更清楚的描述異步電動(dòng)機(jī)在雙饋狀態(tài)下運(yùn)行的特性，有必要對(duì)電動(dòng)機(jī)在不同工作狀態(tài)下的能量關(guān)系進(jìn)行分析。為了簡(jiǎn)化分析過程，忽略異步電動(dòng)機(jī)的鐵耗、定子銅耗以及各種摩擦損耗，只研究電磁功率.機(jī)械功率和轉(zhuǎn)差功率的流動(dòng)方向，從能量的角度對(duì)電機(jī)運(yùn)行過程中功率的傳遞問題進(jìn)行分析，以確定其運(yùn)行狀態(tài)。21低同步電動(dòng)狀態(tài)在異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上加上一個(gè)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)的相位相反的電壓U2，在外加電壓U2作用的瞬間，轉(zhuǎn)子合成電勢(shì)減小，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子電流減小，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低。隨著轉(zhuǎn)差率的逐漸增大，轉(zhuǎn)子合成電勢(shì)逐漸增大，轉(zhuǎn)子電流增加，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增加，達(dá)到新的平衡點(diǎn)，此時(shí)5(0，1)。在忽

6、略各種損耗的情況下，電磁功率cos功率流動(dòng)方向從定子電源到電機(jī)；機(jī)械功率功率流動(dòng)方向從電動(dòng)機(jī)到負(fù)載機(jī)械；轉(zhuǎn)差功率功率流動(dòng)方向從電機(jī)到外加電源。利用低同步電動(dòng)狀態(tài)的特性可以將轉(zhuǎn)差功率回送電網(wǎng)，提高整個(gè)系統(tǒng)的效科”。22超同步電動(dòng)狀態(tài)在異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上加上一個(gè)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)的相位相同的電壓U2。外加電壓U2作用的瞬問，使轉(zhuǎn)子合成電勢(shì)增大，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速升高。若U2增大到足以抵消電機(jī)原有感應(yīng)電勢(shì)，則電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)超過同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率S0。此時(shí)電磁功率cos功率流動(dòng)方向從定子電源劃電機(jī)；機(jī)械功率功率流動(dòng)方向從電機(jī)到負(fù)載機(jī)械；轉(zhuǎn)差功率功率流動(dòng)方向從外加電源到電機(jī)。三系統(tǒng)方案 較好的方案是采用工作在有源逆變狀

7、態(tài)的晶閘管可控整流裝置作為產(chǎn)生附加直流電動(dòng)勢(shì)的電源，這就形成了功率變換單元CU2。按照上述原理組成的異步電機(jī)在低于同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行的雙饋調(diào)速系統(tǒng)如圖所示，習(xí)慣上稱之為電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)（或稱Scherbius系統(tǒng)）。3.1 系統(tǒng)組成 UR 三相不可控整流裝置，將異步電機(jī)轉(zhuǎn)子相電動(dòng)勢(shì) sEr0 整流為直流電壓 Ud 。UI 三相可控整流裝置，工作在有源逆變狀態(tài)：可提供可調(diào)的直流電壓 Ui ，作為電機(jī)調(diào)速所需的附加直流電動(dòng)勢(shì)；可將轉(zhuǎn)差功率變換成交流功率，回饋到交流電網(wǎng)。3.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串入與轉(zhuǎn)子電勢(shì)同頻率的附加電勢(shì)，通過改變附加電勢(shì)的幅

8、值和相位實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)差功率大部分被串入的附加電勢(shì)所吸收，利用產(chǎn)生附加電勢(shì)的裝置，把所吸收的這部分轉(zhuǎn)差功率回饋給電網(wǎng)，這樣就使電動(dòng)機(jī)在調(diào)速時(shí)有較高的效率，這種在繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入附加電勢(shì)的高效率的調(diào)速方法稱為串級(jí)調(diào)速。 主電路仿真模型的建立與參數(shù)設(shè)置主電路由三相電源、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)、橋式整流電路、電感、逆變器及逆變變壓器組成。 電源有效值為220V，峰值為311V電機(jī)模塊如下，是三相異步電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)模塊取Asynchronous Machine，參數(shù)設(shè)置：繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，線電壓為380V，頻率為50Hz,其他參數(shù)為默認(rèn)值。 整流橋模塊取Universal

9、 Bridge，參數(shù)設(shè)置為：電力電子器件為Diodes,其他參數(shù)為默認(rèn)值。 逆變橋Universal Bridge參數(shù)設(shè)置：電力電子器件為Thyristors，其他參數(shù)亦為默認(rèn)值。 平波電抗器取模塊Series RLC Branch（路徑為SimPowerSystems/Elements/Series RLC Branch），參數(shù)設(shè)置：電阻（Resistance）為0，電感（Inductance）為1e-3，電容（Capacitance）為inf。2.控制電路仿真模型的建立與參數(shù)設(shè)置控制電路由給定信號(hào)（Constant模塊）、PI調(diào)節(jié)器（Discrete PI Controller模塊）、Kp

10、=0.1,ki=1, 上下限幅10 10。比較信號(hào)（Sum模塊）、同步6脈沖發(fā)生裝置（3個(gè)Voltage Measurement模塊、一個(gè)Synchronized 6-Pulse Generator模塊封裝而成，同直流調(diào)速系統(tǒng)仿真中同步6脈沖發(fā)生裝置完全相同）。 轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)（Gain模塊）和電流反饋信號(hào)（Gain模塊）等組成。電流調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置：Kp=0.1,ki=1, 上下限幅10 10。電流反饋系數(shù)為0.1，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為0.01。三相轉(zhuǎn)子電流的波形轉(zhuǎn)速波形參考文獻(xiàn)作者：張杰 華中科技大學(xué)碩士題目：雙饋調(diào)速系統(tǒng)的超同步運(yùn)行控制研究 給老師的建議首先，我覺得老師這種形式的考核遠(yuǎn)遠(yuǎn)比考試形式

11、的要好，雖然要比考試花得時(shí)間要多，但是這都是值得的，因?yàn)槲夷軓闹袑W(xué)到很多。比如：從圖書館文獻(xiàn)檢索找資料，能充分利用圖書館資源，以前我找資料都是在百度上找。找到論文按照上面做并不是件簡(jiǎn)單的事，我是主要是負(fù)責(zé)做仿真的，以前很少用simulink，基本是零基礎(chǔ)，然后我又去圖書館借了兩本matlab仿真的書，看了兩天左右再來開始做仿真。后來又看了電力電子技術(shù)，電機(jī)拖動(dòng)，運(yùn)控這些書，所以我覺得這種形式能將我們所學(xué)到的東西能夠運(yùn)用，彌補(bǔ)我之前學(xué)習(xí)的許多盲點(diǎn)，漏點(diǎn)，也能夠讓我有目的的去學(xué)習(xí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一張?jiān)嚲砟軌虮葦M的。雖然仿真的結(jié)果不是很理想，我覺得已經(jīng)盡力了，希望老師能夠以相同的方式引導(dǎo)下一屆的學(xué)生。其次，我覺得還是需要改進(jìn)的，我覺得以后不要將專題和課設(shè)放在一起弄，分開時(shí)間比較好，老師您會(huì)覺得專題比課設(shè)簡(jiǎn)單，但是對(duì)我們來說都一樣，都需要花很多時(shí)間，我們之前學(xué)的都是理論，從理論過渡到實(shí)際是要花很多時(shí)間的，把兩個(gè)放在一起弄會(huì)增加我們很多壓力和浮躁心理。第三,希望老師早安排點(diǎn)時(shí)間做課設(shè)和專題，越早越好，因?yàn)榕?月份很多同學(xué)要急著回家。多安排點(diǎn)時(shí)間，2個(gè)星