1.設計一交流調速系統(tǒng)，對恒轉矩負載進行開環(huán)調速控制。三相交流電動機參數：P=15kW，U=380V1）設計交-直-交變頻主電路。（繪制主電路、主要元件參數計算及型號選定）。2）利用單片機實現控制（起動、制動等）電路設計。（設定輸入輸出節(jié)點、控制電路簡要設計、控制軟件流程圖）。（1）如下所示交-直-交變頻器內部主電路主電路參數計算及型號選定整流采用三相橋式不可控整流器，，，組成濾波電路，，，三個元件和一起構成尖峰電壓吸收電路（又稱直流側阻容吸收電路），用以削弱因逆變器換流而引起的尖峰電壓，采用的是GRT三相橋式PWM逆變器。（2）參數計算和元件選擇1)大功率開關管SPWM正弦脈寬調制方法的直流利用率為0.866，即。為了使逆變器輸出380V的線電壓，要求直流側的電源電壓：考慮到大功率的晶體管的管壓降等，取則大功率晶體管的參數為，U(BR)CBO=(2~3)Ud=900~1350V。三相整流橋整流橋輸入側電壓為：取電動機的效率為0.82，則電動機的輸入功率為 P1=15000/0.82≈18.3KW。取逆變器的效率為0.93，則直流側的功率為：Pd=P1/0.93≈19.7KW，故直流側電流：Id=Pd/Ud=19700/450≈43.8A。整流二極管最高反壓：?；谝陨蠑祿?，選用MDS型三相整流橋模塊，其最大輸出電流為50A，最高耐壓為1000V。LC濾波器取，其最大耐壓。選擇兩只2200uF，耐壓在500V以上的電容器并聯(lián)使用。濾波電感在這里主要用來限制電流脈動（PWM變頻調速系統(tǒng)不存在電流不連續(xù)問題）和短路電流上升率，按照晶體管三相橋式整流電路限制電流脈動的電感量算式估計如下。（取）=mH≈18.61mH考慮到電動機和整流變壓器存在一定的電感量，取實際的串聯(lián)電感為20mH。選擇兩臺電感量各為10mH，額定電流不小于43.8A的電抗器串聯(lián)。WhereasmagneticfieldandtorquecomponentsinDCmotorscanbeoperatedrelativelysimplybyseparatelycontrollingtherespectivefieldandarmaturecurrents,economicalcontrolofACmotorsinvariablespeedapplicationhasrequireddevelopmentofmicroprocessor-basedcontrols

withallACdrivesnowusingpowerfulDSP(digitalsignalprocessing)technology.Inverterscanbeimplementedaseither

open-loop

sensorlessorclosed-loopFOC,thekeylimitationofopen-loopoperationbeingmimimumspeedpossibleat100%torque,namely,about0.8

Hzcomparedtostandstillforclosed-loopoperation.2.譯文矢量控制、矢量控制(FOC),也稱為變頻驅動器(VFD)控制方法中,定子電流的三相交流電動機被確定為兩個正交組件,可以用一個向量。一個組件定義了電動機的磁通,另一個扭矩。驅動器的控制系統(tǒng)計算磁通和轉矩的對應當前組件引用引用由驅動器的速度控制。通常比例積分(PI)控制器是用來衡量現有的組件參考價值。脈寬調制變頻驅動定義了晶體管的開關根據定子電壓引用π的輸出電流控制器。

矢量控制是用來控制交流同步和感應電動機的控制。它最初開發(fā)高性能電機中順利運營所需的應用程序在全速范圍內,生成完整的轉矩為零速度和高動態(tài)性能包括快速加速和減速。然而,它正變得越來越有吸引力較低性能的應用程序由于FOC的馬達尺寸,減少成本和功耗優(yōu)勢。預計,隨著微處理器的計算能力將最終變量幾乎普遍取代標量volts-per-Hertz(V

/

f)控制。

雖然交流傳動控制的分析技術可以完全參與,這樣的分析總是開始于建模驅動電動機的電路涉及附帶的信號流圖和方程。

在矢量控制交流感應或同步電動機控制在所有操作條件下像他勵直流電機。即交流電動機像一個直流電機的磁鏈和電樞磁鏈由各自的字段和電樞(或轉矩分量)電流垂直對齊,當轉矩控制,磁鏈不受影響,因此啟用動態(tài)轉矩響應。

矢量控制相應生成一個三相PWM電機電壓輸出來源于一個復雜的電壓矢量控制一個復雜的電流矢量來源于電動機的三相定子電流輸入通過預測或三相之間的來回旋轉速度和與時間有關的系統(tǒng)和這些向量的旋轉參考系二坐標時不變系統(tǒng)。

如此復雜的定子電流空間矢量可以定義在一個(d,q)坐標系統(tǒng)與正交組件沿d(直接)和q(正交)軸,這樣場磁鏈分量的電流沿著d軸和轉矩分量的電流沿著q軸對齊。感應電動機的(d,q)坐標系統(tǒng)可以疊加到發(fā)動機的瞬時(a,b,c)三相正弦系統(tǒng)附帶的圖片所示(階段b和c為清楚起見,未顯示)。組件(d,q)系統(tǒng)的電流矢量,使得傳統(tǒng)控制比例和積分等,或者π,控制,直流電機。

雖然(d,q)坐標系旋轉可以任意設置任何速度,有三個首選速度或參考幀:

靜止的參考系(d,q)坐標系統(tǒng)不旋轉;

同步旋轉坐標系(d,q)坐標系旋轉速度同步;

轉子參考系(d,q)坐標系旋轉轉子速度。

解耦的轉矩和磁場電流從而可以來源于原始定子電流輸入控制算法開發(fā)。

而在直流電機磁場和轉矩組件可以單獨操作相對簡單的控制各