电力拖动自动控制系统第2版教学课件作者李华德6课件幻灯片.pptVIP

近几年来，为提高电流源型变压变频调速系统的性能，对电流型逆变器的每一相输出电流也采用SPWM控制，以改善输出电流波形。还需要指出的是，实际应用中，电流源型变压变频调速系统多用转差频率控制方式。 * 6-5 异步电动机转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 由前述可知，转差频率控制方式就是通过控制异步电动机的转差频率来控制其电磁转矩，从而有利于提高系统的动态性能。 * 6-5.1 电流源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统构成及工作原理 这里介绍一种比较典型的系统，其基本结构图所示。 电流源型转差频率控制(SF)的异步电动机变压变频调速系统 * 系统的工作原理叙述如下： 1.起动过程 对于转速闭环控制系统而言，速度调节器ASR的输出为电动机转矩的给定值（控制量）。 * * 因此，转差频率控制方式的最大特点是在起动过程中能维持一个最大的起动转矩恒定不变，电机起动过程是沿着Tei =Tei max特性曲线的包络线（见下图）升速，实现快速起动的要求。 * 异步电动机转差频率控制起动特性 * * 2.负载变化 * * 3.再生制动 再生制动 * * * * 6-5.2 电压源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统 电压-频率特性方程式： * * 电压源型转差频率控制（SF）的异步电动机变压变频调速系统及其电压频率特性 a) 不同定子电流时恒压频控制的电压-频率特性 b) 电压源型转差频率控制（SF）的异步电动机变压变频调速系统结构图 * * * 最后，由于这类系统存在的缺点及应用的局限性，进入20世纪末年以来，转差频率控制方式逐渐被转差型矢量控制方式（见下一章）所取代。 * 本章结束！ * * 电流源型变频器本身具有四象限运行能力而不需要任何额外的电力电子器件；然而，一个电压源型变频器在电网侧必须附加一个有源逆变器。 由于交-直-交电流源型变频器调速系统的直流电压极性可以迅速改变，因此动态响应比电压源型调速系统快。 电流源型变频器需要连接一个最小负载才能正常运行。这种缺陷限制了它在很多领域中的应用。反之，电压源型变频器很容易在空载情况下运行。 * 应用实践表明，从总的成本、效率和暂态响应上来看，电压源型PWM变频器更具有优势。目前工业生产中普遍应用的变频器是交-直-交电压源型PWM(SPWM或SVPWM)变频器。其中整流器采用二极管组成的电压源型变频器应用最多、最广泛。 * 由于电压源型变频器在多种场合下均可采用，通用性比较好，目前，电压等级在690V以下的中小容量电压源型变频器称为通用变频器。20世纪90年代末以来，变频器制造厂家对这类变频器增添了矢量控制功能，使恒压频比控制方式和矢量控制方式以软件形式集成于装置中，成为功能更多更强的变频器，用户可根据生产工艺要求通过设置选择控制方式。 * 6-3 电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统 电压源型变频调速系统由于采用了PWM控制技术，可以使其输出电压波形接近正弦波形。逆变器输出的电流波形由输出电压和电动机反电势之差形成，也接近正弦波。下面以一个来源于实际的电压源型变压变频调速系统为例来说明这类系统的基本组成及各控制单元的作用。 * 1.系统的组成及工作简况分析 一种电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统如下图所示，其主电路由两个功率变换环节组成，即整流桥和逆变桥，整流桥是由二极管组成的三相桥式电路，其直流输出电压为Ud=2.34UX（为电网的X相相电压有效值）。调压和调频控制通过逆变器来完成，其给定值来自于同一个给定环节。 * 电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统 * 该系统采用电压正弦PWM（SPWM）控制技术实现变压变频控制，通过改变PWM波形的占空比（脉冲宽度）来控制逆变器输出交流电压的大小，而输出频率通过控制逆变桥的工作周期就可以实现。由前述可知，为了使异步电动机能合理、正常、稳定工作，必须使逆变器输出到异步电动机定子的电压Us与频率fs通过SPWM控制来保持严格的比例协调关系。 * 2.控制单元说明 （1）转速给定积分环节（GI） 设置目的：将阶跃给定信号转变为斜坡信号，以消除阶跃给定对系统产生的过大冲击，使系统中的电压、电流、频率和电机转速都能稳步上升或下降，以提高系统的可靠性及满足一些生产机械的工艺要求。 * （2）绝对值器(GAB) 设置目的：将送来的正负变化的信号变为单一极性的信号，信号值大小不变。 （3）函数发生器（U