運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用及其發(fā)展過(guò)程直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，但調(diào)速相對(duì)直流來(lái)說(shuō)復(fù)雜。二十世紀(jì)八十年代以前，晶閘管發(fā)展促使直流調(diào)速的發(fā)展，相位控制、PWM控制。格局：80%的不變速系統(tǒng)都采用交流傳動(dòng)，20%調(diào)速系統(tǒng)一般采用直流調(diào)速。二十世紀(jì)后期，隨著全控型器件的出現(xiàn)、微機(jī)控制技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展促使交流調(diào)速興起，直流調(diào)速20%,交流調(diào)速80%。交流調(diào)速用于一般性能的節(jié)能調(diào)速、高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)和特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速。根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速方程直流調(diào)速

（1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓U；（2）減弱勵(lì)磁磁通

；（3）改變電樞回路電阻R。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。

減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。（1）調(diào)壓調(diào)速工作條件：

保持勵(lì)磁

=N；保持電阻R=Ra調(diào)節(jié)過(guò)程：改變電壓UN

U

U

n

。調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線平行下移。

基速以下調(diào)速nn0OIILUNU1U2U3nNn1n2n3調(diào)壓調(diào)速特性曲線（2）調(diào)磁調(diào)速工作條件：

保持電壓U=UN

；保持電阻R=Ra；調(diào)節(jié)過(guò)程：

減小勵(lì)磁

N

，

n

，n0

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線變軟?；僖陨险{(diào)速nn0OTeTL

N

1

2

3nNn1n2n3調(diào)磁調(diào)速特性曲線（3）調(diào)阻調(diào)速工作條件：

保持勵(lì)磁=N

；保持電壓U=UN；調(diào)節(jié)過(guò)程：

增加電阻Ra

R

n，n0不變；調(diào)速特性：

轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線變軟。nn0OIILRaR1R2R3nNn1n2n3調(diào)阻調(diào)速特性曲線1.1V-M調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)1.2反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析1.3反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析1.4比例積分控制規(guī)律和無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)第1章直流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性2.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2.3直流電動(dòng)機(jī)的雙域控制

第2章多環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)3.1V-M系統(tǒng)的可逆線路和工作狀態(tài)3.2有環(huán)流可逆系統(tǒng)中的環(huán)流及其控制方法3.3電樞可逆有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)3.4邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)3.5直流脈寬可逆調(diào)速系統(tǒng)第3章直流可逆調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)速的分類(lèi)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n表示為

調(diào)定子電壓調(diào)轉(zhuǎn)子電壓串級(jí)調(diào)速

交流調(diào)速

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變極調(diào)速變頻調(diào)速轉(zhuǎn)差功率消耗型

轉(zhuǎn)差功率回饋型

轉(zhuǎn)差功率不變型~PmPsP2效率最高變頻調(diào)速是交流調(diào)速中效率最高，靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性最為優(yōu)良，目前應(yīng)用最廣的一種交流調(diào)速方法。6.1概述6.2SPWM變頻器6.3電壓頻率協(xié)調(diào)控制方式及其機(jī)械特性6.4轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)6.5轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)第6章交流異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

6.3.3電壓-頻率協(xié)調(diào)控制下的機(jī)械特性恒Eg/

1

控制S較小恒Eg/

1控制時(shí)變頻調(diào)速的機(jī)械特性機(jī)械特性近似為一條直線7.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

——轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速7.1.1異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性7.1.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速電路7.1.3閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性7.1.4閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖7.1.5調(diào)壓控制的應(yīng)用

異步電動(dòng)機(jī)等效電路及調(diào)壓原理U1

1R1Ll1L’l2LmR’2/sI1I0I’2Lm7.1.1異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性當(dāng)定子頻率、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性7.1.1異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，普通籠型異步電機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)為A、B、C，轉(zhuǎn)差率s的變化范圍不超過(guò)0~sm

，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)、水泵類(lèi)負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為D、E、F，調(diào)速范圍可以大一些。n0TemaxsmTLU1N0.7U1NABCFDE0.5U1N風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性TL∝n2恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性異步電動(dòng)機(jī)不同電壓下的機(jī)械特性TeOn交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性TeOnn0U1N0.7U1NABCTL0.5U1N恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性

7.1.1異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性

為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，這樣的電機(jī)在變電壓時(shí)的機(jī)械特性繪于左圖。顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的調(diào)壓調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作交流力矩電機(jī)。7.2繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)

——轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)7.2.1引言7.2.2串級(jí)調(diào)速工作原理7.2.3異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性7.2.4雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)串級(jí)調(diào)速電氣系統(tǒng)組成7.2.2串級(jí)調(diào)速工作原理

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