Char1 緒論
- 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)：通過(guò)控制電壓石窑、電流骏全、頻率等輸入量，來(lái)改變工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩尼斧、速度姜贡、位移等機(jī)械量，使各種工作機(jī)械按人們期望的要求運(yùn)行棺棵，以滿足生產(chǎn)工藝以及其他應(yīng)用的需要楼咳。
- 組成部分：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、功率放大與變換裝置烛恤、控制器及相應(yīng)的傳感器等構(gòu)成母怜。
- 直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高缚柏，電刷和換向器限制了他的轉(zhuǎn)速和容量苹熏。 直流電機(jī)調(diào)速性能優(yōu)越，易平滑調(diào)速币喧。
交流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單轨域、制造容易、無(wú)須機(jī)械換向器杀餐，因此其允許轉(zhuǎn)速與容量均大于直流電動(dòng)機(jī)干发。 - 運(yùn)動(dòng)控制的根本問(wèn)題：轉(zhuǎn)矩控制
- 常見(jiàn)負(fù)載的種類： 1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 TL = 常數(shù)
2史翘、恒功率負(fù)載 TL = 常數(shù)/wn
3枉长、風(fēng)機(jī)冀续、泵類負(fù)載
Char2 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)
- 直流調(diào)速系統(tǒng)的三種方法及特點(diǎn)： n = (U-I·R)/Ke·Φ
- 電壓調(diào)速 image.png
改變電壓 UN → U↓→ n↓ n0↓
特性：轉(zhuǎn)速下降 機(jī)械特性曲線平行下移 - 調(diào)阻調(diào)速
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增加電阻 Ra →R↑→n↓ n0不變
特性：轉(zhuǎn)速上升 機(jī)械特性變軟 - 弱磁調(diào)速
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ΦN→ Φ↓→n↑, n0↑
特性：轉(zhuǎn)速上升 機(jī)械特性變軟
- V-M調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：功率較大 容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行
- PWM調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性：
- 主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少
- 開(kāi)關(guān)頻率高必峰，電流容易連續(xù)洪唐，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱 都較小
- 低速性能好吼蚁，穩(wěn)速精度高凭需，調(diào)速范圍寬
- 系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快桂敛，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)
- 泵升電壓產(chǎn)生的原因: 由于直流電源靠二極管整流器供電功炮，不可能回饋電能，電 機(jī)制動(dòng)時(shí)只好對(duì)濾波電容充電术唬，這將使電容兩端電壓升高薪伏， 稱作“泵升電壓”。
治理措施：a.電力電子器件的耐壓限制著最高泵升電壓粗仓。一般幾千瓦的 調(diào)速系統(tǒng)就需要的幾千微法的電容嫁怀。
b.在大容量或負(fù)載有較大慣量的系統(tǒng)中，可以采用制動(dòng)電阻 Rb 來(lái)消耗掉部分動(dòng)能借浊。分流電路靠開(kāi)關(guān)器件 VTb 在泵升電 壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí)接通 - 靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)：
調(diào)速范圍 ：定義為額定負(fù)載下最高和最低的轉(zhuǎn)速比 D = n max / nmin
靜差率：：為轉(zhuǎn)差比塘淑，反映轉(zhuǎn)速在負(fù)載變化時(shí)的 相對(duì)穩(wěn)定度 S = Δnnom/n0
n0 :理想空載轉(zhuǎn)速額定速降 Δnnom = 理想空載轉(zhuǎn)速 額定負(fù)載轉(zhuǎn)速
- 調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系
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可見(jiàn)：同一個(gè)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的特性硬度相同蚂斤， 從而額定速降相同存捺。 如果對(duì)靜差率s 值要求越 小，則系統(tǒng)允許的調(diào)速范圍D也越小曙蒸。
例題見(jiàn) P26
Char 5
- 交流調(diào)速的應(yīng)用場(chǎng)合：
- 一般性能調(diào)速和節(jié)能調(diào)速 ?
- 高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng) ?
- 特大容量捌治、轉(zhuǎn)速極高的交流調(diào)速
- 轉(zhuǎn)差功率的概念：轉(zhuǎn)差功率即轉(zhuǎn)子銅耗。就是電動(dòng)機(jī)的電阻功率不變纽窟，輸出轉(zhuǎn)速變小時(shí)肖油，轉(zhuǎn)子電流增加，轉(zhuǎn)子銅耗增加臂港。即轉(zhuǎn)速越低森枪，轉(zhuǎn)差功率越大。
3.交流調(diào)速系統(tǒng)的分類及不同類別的特點(diǎn)：
按照電機(jī)分：
- 異步電動(dòng)機(jī)
- 同步電動(dòng)機(jī)
- 永磁同步電機(jī)
- 無(wú)刷直流電機(jī)
- 特種電機(jī)
- 步進(jìn)電機(jī)
- 磁阻電機(jī)
按照轉(zhuǎn)差功率是否增大审孽，能量是被消耗還是被利用：
- 轉(zhuǎn)差功率消耗型
- 轉(zhuǎn)差功率反饋型
- 轉(zhuǎn)差功率不變型
-
調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性及適用負(fù)載情況：
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image.png - 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)如何擴(kuò)大調(diào)壓調(diào) 速系統(tǒng)的調(diào)速范圍及缺點(diǎn)改進(jìn)方法：
增加轉(zhuǎn)子電阻值县袱， 臨界轉(zhuǎn)差率加大， 可以擴(kuò)大恒轉(zhuǎn)矩負(fù) 載下的調(diào)速范圍.
缺點(diǎn)是機(jī)械特性較軟 - 變頻調(diào)速的基本要求：
基頻以下:保持每極磁通量Φm為額定值ΦmN不變瓷胧。當(dāng)頻率f1 從額定值f1N向下調(diào)節(jié)時(shí)显拳，必須同時(shí)降低Eg。即在基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率為恒值得控制方式。
基頻以上: -
異步電機(jī)的等效電路
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恒壓頻比控制的機(jī)械特性及特點(diǎn)：
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image.png -
恒氣隙磁通控制（恒 Eg/w1）的機(jī)械特性及特點(diǎn)：
相同負(fù)載變化徘溢， 恒氣隙磁通控制 時(shí)轉(zhuǎn)速降落更泄纭！ 機(jī)械特性更硬Ｗ嵋啤！
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10.恒定子磁通控制（恒 Es/w1）的機(jī)械特性及特點(diǎn)：
相同負(fù)載變化反肋， 恒定子磁通控制 時(shí)轉(zhuǎn)速降落更心欠ァ！ 機(jī)械特性更硬Ｊ帷罕邀！image.png - 恒轉(zhuǎn)子磁通控制（恒 Er/w1）的 機(jī)械特性及特點(diǎn)
機(jī)械特性完全是一條直線，恒 控制的 穩(wěn)態(tài)性能最好养距，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣 的線性機(jī)械特性诉探，這正是高性能交流變頻調(diào) 速所要求的性能
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12.基頻以上變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性
13.變頻器的任務(wù)、分類棍厌、控制 方法種類
異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速需要電壓與頻率均可調(diào)的交流電源肾胯，常用的交流可調(diào)電源是由電力電子器件構(gòu)成的靜止式功率變換器，一般稱為變頻器耘纱。
1.交-直-交變頻器 2敬肚。交-交變頻器
交流常用PWM技術(shù)：
1正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM)控制技術(shù)（追求電機(jī)定子電壓為正弦波）
2電流跟蹤PWM(CFPWM)控制技術(shù)（追求電機(jī)定子電流為正弦波）
3電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（追求電機(jī)磁鏈軌跡為圓形）
14.基本電壓空間矢量空 間分布圖
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15.SVPWM 相對(duì)于 SPWM 的優(yōu)點(diǎn): 利用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，計(jì)算簡(jiǎn)便束析。與一般的SPWM相比較艳馒，SVPWM控制方式的輸出電壓可提高15%，直流電壓利用率高员寇。
16.通用變頻器-異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖的理解弄慰；給定積分算法的作用； 轉(zhuǎn)差頻率控制的概念和兩個(gè)前提條件丁恭。
通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或降速信號(hào)曹动，階躍給定變成斜坡給定。
保持氣隙磁通不變牲览，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)墓陈，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。
在保持氣隙磁通不變的前提下第献，可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)差角頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩贡必，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。
Char7
- 矢量控制（VC）的基本原理庸毫、坐標(biāo)變換的內(nèi)容和概念及所遵循的準(zhǔn)則
