电力拖动自动控制系统 运动控制系统第4版 教学课件 作者 阮毅 陈伯时第四章.pptVIP

3.微机数字控制电路 现代PWM变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的数字电路，其功能主要是接受各种设定信息和指令，再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的PWM信号。微机芯片主要采用8位或16位的单片机，或用32位的DSP，现在已有应用RISC的产品出现。PWM信号可以由微机本身的软件产生，由PWM端口输出，也可采用专用的PWM生成电路芯片。 4.控制软件 控制软件是系统的核心，除了PWM生成、给定积分和压频控制等主要功能软件外，还包括信号采集、故障综合及分析、键盘及给定电位器输入、显示和通信等辅助功能软件。 现代通用变频器功能强大，可设定或修改的参数达数百个,有多组压频比曲线可供选择，除了常用的带低频补偿的恒压频比控制外，还有带S型或二次型曲线的，或具有多段加、减速功能，每段的上升或下降斜率均可分别设定，还具有摆频、频率跟踪及逻辑控制和PI控制等功能，以满足不同用户的需求。 4.小结 图5-16　直流母线方式的变频器主回路结构图 4.小结 图5-17　三相PWM逆变器双极性SPWM波形a 三相正弦调制波与双极性三角载波　b 相电压　c 相电压d 相电压　e 输出线电压　f 电动机相电压 4.小结 图5-18　变压变频器输出的相电压PWM波形 4.小结 图5-19　电流滞环跟踪控制的A相原理图 4.小结 图5-20　电流滞环跟踪控制时的三相电流波形与相电压PWM波形 1.空间矢量的定义 图5-21　电压空间矢量 2.电压与磁链空间矢量的关系 2.电压与磁链空间矢量的关系 图5-22　旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹 2.电压与磁链空间矢量的关系 图5-23　电压矢量圆轨迹 3. PWM逆变器基本输出电压矢量 表5-1　基本空间电压矢量 3. PWM逆变器基本输出电压矢量 图5-24　基本电压空间矢量图 4.正六边形空间旋转磁场 图5-25　定子磁链矢量增量Δ k 与电压矢量 k 和时间增量Δt的关系 4.正六边形空间旋转磁场 图5-26　正六边形定子磁链轨迹 5.期望电压空间矢量的合成 图5-27　电压空间矢量的六个扇区 5.期望电压空间矢量的合成 图5-28　期望输出电压矢量的合成 6. SVPWM的实现方法 1 零矢量集中的实现方法 2 零矢量分散的实现方法 1 零矢量集中的实现方法 图5-29　零矢量集中的SVPWM实现 2 零矢量分散的实现方法 图5-30　零矢量分布的SVPWM实现 2 零矢量分散的实现方法 图5-31　N 4时期望的定子磁链矢量轨迹 7. SVPWM控制的定子磁链 us 0 u6+u1 Ud+Ud 5-91 图5-32　定子磁链矢量的运动的7步轨迹 7. SVPWM控制的定子磁链 图5-33　N 4时实际的定子磁链矢量轨迹 7. SVPWM控制的定子磁链 图5-34　定子磁链矢量轨迹 7. SVPWM控制的定子磁链 1.转矩脉动 图5-35　单相等效电路 2.电压变化率 采用PWM方式供电时，线电压的跳变幅值为±Ud，几乎在瞬间完成，因此，如此大的电压变化率将在电动机绕组的匝间和轴间产生较大的漏电流，不利于电动机的正常运行。采用多重化技术，可有效降低电压变化率，但变频器主回路和控制将复杂得多，一般用于中、高压交流电动机的调速。 过大的电压变化率将产生很大的电磁辐射，对其他仪器设备造成电磁干扰。 3.能量回馈与泵升电压 1 在直流侧并入一个制动电阻，当泵升电压达到一定值时，开通与制动电阻相串联的功率器件，通过制动电阻释放电能，以降低泵升电压，如图5-36所示。2 在直流侧并入一组晶闸管有源逆变器 见图5-37 或采用PWM可控整流 见图 ，当泵升电压升高时，将能量回馈至电网，以限制泵升电压。 图5-36　带制动电阻的交-直-交变频器主回路 交-直-交变频器主回路 图5-37　直流侧并晶闸管有源逆变器的交-直-交变频器主回路 交-直-交变频器主回路 4.对电网的污染 图5-40　转速开环变压变频调速系统 4.对电网的污染 图5-41　数字控制通用变频器-异步电动机调速系统硬件结构图 1.主回路与驱动电路 为了避免大电容在合上电源开关K1后通电的瞬间产生过大的充电电流，在整流器和滤波电容间的直流回路上串入限流电阻R0 或电抗 ，刚通上电源时，由R0限制充电电流，延时后经开关K2将R0短路，以免长期接入R0时影响变频器的正常工作，并产生附加损耗。 驱动电路的作用是将微机控制电路产生的PWM信号经功率放大后，控制电力电子器件的开通或关断，起到弱电控制强电的作用。 2.信号采集与故障综合电路 电压、电流、温度等检测信号经信号处理电路进行分压、光电隔离、滤波、放大等综合处理，再进入A/D转换器，输入给CPU作为控制算法的依据，并同时用作显示和故障保护。 第一节1.