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1、沟通拖动限制系统学习心得体会通过本次2024年度专业技术人员接着教化学问更新培训我学习了电力拖动自动限制系统下篇一沟通拖动限制系统，电力拖动自动限制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产机械须要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等须要高性能电气传动的设备中，用以限制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。一、沟通拖动限制系统的应用领域主要有三个方面： 一般性能的节能调速 高性能的沟通调速系统和伺服系统 特大容量、极高转速的沟通调速（一）、一般性能的节能调速1、风机、水泵的调速范围和对动态快速性的要求都不高，只须要一般的调速性能。2、风机、水泵等通用机械的容量几乎占工业电力拖动
2、总容量的一半以上，须要调速时不得不依靠挡板和阀门来调整送风和供水的流量，因而把很多电能白白地奢侈了。3、假如换成沟通调速系统，把消耗在挡板和阀门上的能量节约下来，每台风机、水泵平均都可以节约20%30%以上的电能，效果是很可观的。（二）、高性能的沟通调速系统和伺服系统1、沟通电机性能远远优越于直流电机，假如改成沟通拖动，明显能够带来可观的效益。以前，由于沟通电机原理上的缘由，其电磁转矩难以像直流电机那样通过电枢电流施行敏捷的实时限制。2、20世纪70年头初独创了矢量限制技术，使沟通电机可以获得和直流电机相仿的高动态性能，从而使沟通电机的调速技术取得了突破性的进展。3、其后，又接连提出了干脆转矩
3、限制、解耦限制等方法，形成了一系列可以和直流调速系统媲美的高性能沟通调速系统和沟通伺服系统。（三）、特大容量、极高转速的沟通调速1、直流电机的换向实力限制了它的容量转速积不超过106kW-rmin,超过这一数值时，其设计与制造就特别困难了。2、沟通电机没有换向器，不受这种限制，因此，特大容量的电力拖动设备,如厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以采纳沟通调速为宜二、沟通调速系统的主要类型（一）、沟通调速系统的主要类型一一按电动机的调速方法分类沟通电机主要分为异步电机（即感应电机）和同步电机两大类，每类电机又有不同类型的调速系统。现有文献中介绍的异步电机调速系统种
4、类繁多，可依据不同的角度进行分类。常见的沟通调速方法有：1、降电压调速2、转差离合器调速3、转子串电阻调速4、绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速5、变极对数调速6、变压变频调速（二）、沟通调速系统的主要类型一一按电动机的能量转换类型分类依据沟通异步电机的原理，从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分是拖动负载的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率。从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，标记系统效率的凹凸。从这点动身，可以把异步电机的调速系统分成三类。1、转差功率消耗型调速系统2、转差功率馈送型调速系统3、转差功率不变型调速系统三、闭环限制的
5、异步电动机变压调速系统种转差功率消耗型调速系统（一）异步电动机变压调速原理异步电机的电磁转矩为：T-匕-3.p2_311pRUse-%一S一_KRS+Rs)2+(+4)2当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，变更定子外加电压就可以变更机械特性的函数关系，从而变更电机在肯定负载转矩下的转速。(二)、变压调速方式下的机械特性异步电动机在不同电压下的机械特性带恒转矩负载工作时，一一般笼型异步电机变电压时的稳定工作点为A、B、C,转差率s的变更范围不超过Osm,调速范围有限。假如带风机类负载运行，则工作点为D、E、F,调速范围可以大一些。1、沟通力矩电动
6、机的机械特性为了能在恒转矩负载下扩大调速范围，并使电机能在较低转速下运行而不致过热，就要求电机转子有较高的电阻值，这样的电机在变电压时的机械特性绘于图5-5o明显，带恒转矩负载时的变压调速范围增大了，堵转工作也不致烧坏电机,这种电机又称作沟通力矩电机。图5-5高转子电阻电动机（交流力矩电动机）在不同电压下的机械特性2、晶闸管沟通调压器的实现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，用相位限制变更输出电压。能耗制动：可以依据制动电路的要求选择某几个晶闸管不对称地工作，例如只让L2,6三个器件导通，就可使定子绕组中流过半波直流电流，对旋转着的电动机转子产生制动作用。必要时，还可以
7、在制动电路中串入电阻以限制制动电流。（三）、闭环限制的变压调速系统及其静特性一般异步电机变电压调速范围很窄，高转子电阻的力矩电机可以增大调速范围但机械特性又变软。为此，对于恒转矩性质的负载，要求调速范围较大时，往往采纳带转速反馈的闭环限制系统（见图5-6a）。图5-6b所示的是闭环限制变压调速系统的静特性。当系统带负载在A点运行时，假如负载增大引起转速下降，反馈限制作用能提高定子电压，从而在右边一条机械特性上找到新的工作点A。同理，当负载降低时，会在左边一条特性上得到定子电压低一些的工作点A。图5-6带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统图5.6b闭环控制变压调速系统的静特性（四）、闭环变压调
8、速系统的近似动态结构框图转速调整器ASR是常用PI调整器；晶闸管触发和整流装置在动态中可以近似成一阶惯性环节；考虑到测速反馈滤波作用，FBS的传递函数可近似成一阶惯性环节；异步电机的动态过程是由一组非线性微分方程描述的，不行能用一个传递函数来精确描述其输入输出关系。可以先在肯定的假定条件下，用稳态工作点旁边的微偏线性化方法求出一种近似的传递函数。（五）、变压限制在软起动器和轻载降压节能运行中的应用中、大容量电动机的起动电流大，会使电网压降过大，影响其他用电设备的正常运行，甚至根本起动不起来。必需实行措施来降低其起动电流。在轻载时，电动机转子电流IrC比额定负载时下降很多。而定子电流受励磁电流的
9、牵制，并没有像转子电流降低得那么多。假如电动机长期轻载运行，将无谓地消耗很多电能。采纳降压措施，可以实现软起动和降压节能。四、笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）一转差功率不变型调速系统变压变频调速系统简称为变频调速系统。变频调速特点：调速时转差功率不随转速而变更，调速范围宽，效率高，动态性能好，可与直流调速系统媲美。应用范围特别广范。（一）、变压变频调速的基本限制方式在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中每极磁通量Fm为额定值不变。磁通太弱则没有充分利用电机的铁心；过分增大磁通又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严峻时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电机，励磁
10、系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，Fm保持不变是很简单做到的。在沟通异步电机中，磁通Fm由定子和转子磁势合成产生，要保持磁通恒定就须要实行特别措施。（二）、电压一频率协调限制时的机械特性1、恒压恒频正弦波供电时的机械特性当定子电压US和电源角频率Wl恒定时机械特性7e=f（三）为sR（*+R）2+$2.2（4+4）2图6-3恒压恒频时异步电机的机械特性2、基频以下电压-频率协调限制时的机械特性在基频以下采纳恒压频比限制时，同步转速和带负载时的转速着陆分别为60(y12ip602%sx3、基频以上电压-恒压变频限制时的机械特性当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，
11、而形态基本不变。图6-7基频以上恒压变频调速的机械特性（三）、电力电子变压变频器的主要类型变频调速系统须要有能够同时限制电压幅值和频率的沟通电源，而电网供应的是恒压恒频的电源，因此应当配置变压变频器，又称VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）装置。早期的VVVF装置是旋转变频机组，即由直流电动机拖动沟通同步发电机，调整直流电动机的转速就能限制沟通发电机输出电压和频率。现都采纳电力电子变压变频器。（四）、变压变频调速系统中的PWM技术采纳半控式的晶闸管构成的交-直-交变压变频器所输出的沟通波形都是六拍阶梯波（对于电压型逆变器）或矩形波（对于电流型逆变器），逆
12、变器的输出波形有较大的低次谐波,使电机输出转矩存在脉动重量,影响其稳态工作性能,在低速运行时更为明显。20世纪80年头，全控式电力电子开关器件出现之后，开发了应用PwM技术的逆变器。由于它的优良技术性能，除特大容量以外，变频器都已采纳这种技术。1、正弦波脉宽调制（SPWM）技术(1)单极性PWM控制方式(2)双极性PWM控制方式2、正弦波脉宽调制(SPWM)技术tInnnnn_OLJLJLTCULUl1111111111JLrCWmnp图6-20三相桥式PV诞变器的双极性SPWM波形3、电流滞环跟踪PWM限制技术用PWM限制技术的变压变频器一般都是电压源型的，它可以按须要便利地限制其输出电压，
13、为此前面两小节所述的PWM限制技术都是以输出电压近似正弦波为目标的。但是，在电流电机中，实际须要保证的应当是正弦波电流，因为在沟通电机绕组中只有通入三相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动重量。因此，若能对电流实行闭环限制，以保证其正弦波形，明显将比电压开环限制能够获得更好的性能。常用的一种电流闭环限制方法是电流滞环跟踪PWrM(CurrentHysteresisBandPWMCHBPwM)限制。4、电压空间矢量PwM限制技术SPwM限制主要着眼于使逆变器的输出电压尽量接近正弦波，并未顾及输出电流的波形；电流滞环跟踪限制则干脆限制输出电流,使之在正弦波旁边变更。然而沟通电动机须
14、要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。假如对准这一目标，把逆变器和沟通电动机视为一体，依据跟踪圆形旋转磁场来限制逆变器的工作，其效果应当更好。这种限制方法称作“磁链跟踪限制”，磁链的轨迹是交替运用不同的电压空间矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PwM（SVPWM,SpaceVectorPWM）限制”。（五）、基于异步电动机稳态模型的变压变频调速沟通异步电机磁通的空间位置相对于定子和转子都是运动的，难以独立限制，不易实现很高的动态性能。对于并不须要很高的动态性能，只需在肯定范围内调速，可以只用电机的稳态模型来设计限制系统，采纳恒压频比转速开环限制方案
15、；假如要求稍高一些的调速范围和起制动性能，可以采纳转速闭环转差频率限制的方案。两类基于稳态数学模型的变压变频调速系统：转速开环恒压频比限制调速系统和转速闭环转差频率限制的变压变频调速系统。（六）、异步电动机的动态数学模型和坐标变换基于稳态数学模型的异步电机调速系统虽然能够在肯定范围内实现平滑调速，但是，假如遇到轧钢机、数控机床、机器人、载客电梯等须要高动态性能的调速系统或伺服系统，就不能完全适应了。要实现高动态性能的系统，必需首先仔细探讨异步电机的动态数学模型。（七）、基于动态模型按转子磁链定向的矢量限制系统异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有变更其非线性、多变量的本质。须要高动态性能的异步电机调速系统必需在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。经过多年的潜心探讨和实践，有几种限制方案已经获得了胜利的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量限制系统。（八）、基于动态模型按定子磁链限制的干脆转矩限制系统干脆转矩限制系统简称DTC(DirectTorqueControl)系统，是继矢量限制系统之后发展起来的另一种高动态性能的沟通电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面，利用转矩反馈干脆限制电机的电磁转矩，因而得名。
