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变压调速闭环控制比例积分调节器
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f武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书
1转速反馈控制调速系统的原理
11异步电动机的调压调速静特性
交流异步电动机电机应用调压调速可以获得良好的调速性能,保持电源频率为额定频率,只改变定子电压的调速方法称作调压调速。过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流磁化绕组的饱和电抗器,自从电力电子技术兴起以后,这类比较笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。晶闸管交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中,用相位控制改变输出电压。这个原理同直流电机调压调速类似,只是交流调压调速只能是降压调速。直流电动机调速系统中,要调节电枢电压,调节电枢供电电压首先要解决的是可控电源。可采用可控晶闸管组成整流器的晶闸管电动机调速系统。过去采用通过调节触发装置的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位,改变可控整流器平均输出直流电压Ud,从而实现控制电枢电压。采用普通异步电动机降压调速时,调速范围很窄;采用高转子电阻电动机可以增大调速范围,但机械特性又变软,开环控制很难解决这个矛盾。为此,如果要求带恒转矩负载的调压系统具有较大的调速范围时,往往需要采用带转速反馈的闭环控制系统。异步电动机闭环调压调速系统不同于直流电动机调压调速系统之处为:静特性两边都有极限,它们是额定电压UaN下的机械特性和最小输出电压Usmi
下的机械特性。如右图1所示,图中的UaN和Usmi
为系统的开环机械特性,
而U
1、U
2、U
3为系统的闭环静特性。
由图可以看出,系统的闭环静特性为平行的直线,就实现了稳态无静差的要求。
图1转速闭环控制调压调速静特性
当负载变化时,如果电压调节到极限值,闭环系统便失去控制能力,系统的工作点只能沿着极限的开环特性变化。
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f武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书
12异步电动机的调压调速主电路
异步电动机的调速方法多种多样,有变压调速和交流PWM变频器调速及电压频率协调控制的调速。控制方法有正弦PWM(SPWM)、电流跟踪PWM(CFPWM)、消除指定次数谐波PWM(SHEPWM)和空间矢量PWM(SVPWM)四种控制方式。本例要求用晶闸管控制调压调速。调速器的结构图如下:
图2晶闸管交流调压器调速(a)不可逆电路(b)可逆电路
本次课程设计要求负载电机不可逆运行,因此选用如上图2中的(a)所示晶闸管交流调压调速器。并且要设计闭环控制系统,采用r