第五章PLC課程ppt

1、第第 2 篇篇交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)容提要內(nèi)容提要n概述n交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類(lèi)型n交流變壓調(diào)速系統(tǒng)n交流變頻調(diào)速系統(tǒng)n*繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)n*同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 概概 述述 直流電力拖動(dòng)和交流電力拖動(dòng)在19世紀(jì)先后誕生。在20世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流拖動(dòng)具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動(dòng)都采用直流電機(jī)，而約占電力拖動(dòng)總?cè)萘?0%以上的不變速拖動(dòng)系統(tǒng)則采用交流電機(jī)，這種分工在一段時(shí)期內(nèi)已成為一種舉世公認(rèn)的格局。交流調(diào)速系統(tǒng)的多種方案雖然早已問(wèn)世，并已獲得實(shí)際應(yīng)用，但其性能卻始終無(wú)法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。 直到20世紀(jì)6070年代，隨著電力

2、電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用電力電子變換器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制的出現(xiàn)，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生，一直被認(rèn)為是天經(jīng)地義的交直流拖動(dòng)按調(diào)速性能分工的格局終于被打破了。 這時(shí)，直流電機(jī)具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常檢查維修、換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制、以及換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度等缺點(diǎn)日益突出起來(lái)，用交流可調(diào)拖動(dòng)取代直流可調(diào)拖動(dòng)的呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈，交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力拖動(dòng)控制的主要發(fā)展方向。 交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有三個(gè)方面：n一般性能的節(jié)能調(diào)速一般性能的節(jié)能調(diào)速 n高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)高性能

3、的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng) n特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速 1. 一般性能的節(jié)能調(diào)速一般性能的節(jié)能調(diào)速 在過(guò)去大量的所謂“不變速交流拖動(dòng)”中，風(fēng)機(jī)、水泵等通用機(jī)械的容量幾乎占工業(yè)電力拖動(dòng)總?cè)萘康囊话胍陨希渲杏胁簧賵?chǎng)合并不是不需要調(diào)速，只是因?yàn)檫^(guò)去的交流拖動(dòng)本身不能調(diào)速，不得不依賴擋板和閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水的流量，因而把許多電能白白地浪費(fèi)了。一般性能的節(jié)能調(diào)速（續(xù)）一般性能的節(jié)能調(diào)速（續(xù)） 如果換成交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗在擋板和閥門(mén)上的能量節(jié)省下來(lái)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)、水泵平均都可以節(jié)約 20 30% 以上的電能，效果是很可觀的。 但風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速范圍和對(duì)動(dòng)態(tài)快速性的要求都不高

4、，只需要一般的調(diào)速性能。2. 高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng) 許多在工藝上需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械過(guò)去多用直流拖動(dòng)，鑒于交流電機(jī)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、工作可靠、維護(hù)方便、慣量小、效率高，如果改成交流拖動(dòng)，顯然能夠帶來(lái)不少的效益。但是，由于交流電機(jī)原理上的原因，其電磁轉(zhuǎn)矩難以像直流電機(jī)那樣通過(guò)電樞電流施行靈活的實(shí)時(shí)控制。 20世紀(jì)70年代初發(fā)明了矢量控制技術(shù)，或稱磁場(chǎng)定向控制技術(shù)，通過(guò)坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)的定子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，用來(lái)分別控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，就可以獲得和直流電機(jī)相仿的高動(dòng)態(tài)性能，從而使交流電機(jī)的調(diào)速技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。高性能的交流調(diào)

5、速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)）高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)）高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)）高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（續(xù)） 其后，又陸續(xù)提出了直接轉(zhuǎn)矩控制、解耦控制等方法，形成了一系列可以和直流調(diào)速系統(tǒng)媲美的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。3. 特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速 直流電機(jī)的換向能力限制了它的容量轉(zhuǎn)速積不超過(guò)106 kW r /min，超過(guò)這一數(shù)值時(shí)，其設(shè)計(jì)與制造就非常困難了。 交流電機(jī)沒(méi)有換向器，不受這種限制，因此，特大容量的電力拖動(dòng)設(shè)備，如厚板軋機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)等，以及極高轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)，如高速磨頭、離心機(jī)等，都以采用交流調(diào)速為宜。n 交流調(diào)速系統(tǒng)

6、的主要類(lèi)型交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類(lèi)型 交流電機(jī)主要分為異步電機(jī)異步電機(jī)（即感應(yīng)電機(jī)）和同步電機(jī)同步電機(jī)兩大類(lèi)，每類(lèi)電機(jī)又有不同類(lèi)型的調(diào)速系統(tǒng)。 現(xiàn)有文獻(xiàn)中介紹的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)種類(lèi)繁多，可按照不同的角度進(jìn)行分類(lèi)。按電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分類(lèi)按電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分類(lèi)常見(jiàn)的交流調(diào)速方法有：降電壓調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；繞線電機(jī)串級(jí)調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速；變極對(duì)數(shù)調(diào)速；變壓變頻調(diào)速等等。 在研究開(kāi)發(fā)階段，人們從多方面探索調(diào)速的途徑，因而種類(lèi)繁多是很自然的?，F(xiàn)在交流調(diào)速的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，為了深入掌握其基本原理，就不能滿足于這種表面上的羅列，而要進(jìn)一步探討其本質(zhì)，認(rèn)識(shí)交流調(diào)速的基本規(guī)律。按電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)

7、換類(lèi)型分類(lèi)按電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換類(lèi)型分類(lèi) 按照交流異步電機(jī)的原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可分成兩部分：一部分是拖動(dòng)負(fù)載的有效功率，稱作機(jī)械功率；另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率 s 成正比。 PmechPmPs 即 Pm = Pmech + Ps Pmech = (1 s) Pm Ps = sPm 從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是得到回收，是評(píng)價(jià)調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點(diǎn)出發(fā)，可以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類(lèi) 。1. 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 這種類(lèi)型的全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，上述的第、三種調(diào)速方法都屬于這一類(lèi)。在三類(lèi)異步

8、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，這類(lèi)系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時(shí)效率越低，它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)）?？墒沁@類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價(jià)值。 2.轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng) 在這類(lèi)系統(tǒng)中，除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過(guò)變流裝置饋出或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多，上述第種調(diào)速方法屬于這一類(lèi)。無(wú)論是饋出還是饋入的轉(zhuǎn)差功率，扣除變流裝置本身的損耗后，最終都轉(zhuǎn)化成有用的功率，因此這類(lèi)系統(tǒng)的效率較高，但要增加一些設(shè)備。3. 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 在這類(lèi)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率基

9、本不變，因此效率更高，上述的第、兩種調(diào)速方法屬于此類(lèi)。其中變極對(duì)數(shù)調(diào)速是有級(jí)的，應(yīng)用場(chǎng)合有限。只有變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速；但在定子電路中須配備與電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，設(shè)備成本最高。 同步電機(jī)的調(diào)速同步電機(jī)的調(diào)速 同步電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)差，也就沒(méi)有轉(zhuǎn)差功率，所以同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是轉(zhuǎn)差功率不變型（恒等于 0 ）的，而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)又是固定的，因此只能靠變壓變頻調(diào)速，沒(méi)有像異步電機(jī)那樣的多種調(diào)速方法。 在同步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速方法中，從頻率控制的方式來(lái)看，可分為他控變頻調(diào)他控變頻調(diào)速速和自控變頻調(diào)速自控變頻調(diào)速兩類(lèi)。 自控變頻調(diào)速自控變頻

10、調(diào)速利用轉(zhuǎn)子磁極位置的檢測(cè)信號(hào)來(lái)控制變壓變頻裝置換相，類(lèi)似于直流電機(jī)中電刷和換向器的作用，因此有時(shí)又稱作無(wú)換向器電機(jī)調(diào)速，或無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速。 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是一種特殊型式的同步電機(jī)，有其獨(dú)特的比較簡(jiǎn)單的調(diào)速方法，在小容量交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中很有發(fā)展前途。第第 5 章章閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng) 一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 本章提要本章提要n異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路n異步電異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性n閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性n閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖閉環(huán)

11、變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖n轉(zhuǎn)差功率損耗分析轉(zhuǎn)差功率損耗分析n變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中的應(yīng)用中的應(yīng)用5.1 異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速電路 變壓調(diào)速是異步電機(jī)調(diào)速方法中比較簡(jiǎn)便的一種。 由電力拖動(dòng)原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的參數(shù)不變時(shí)，在相同的轉(zhuǎn)速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此，改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。 過(guò)去改變交流電壓的方法多用自耦變壓器或帶直流磁化繞組的飽和電抗器，自從電力電子技術(shù)興起以后，這類(lèi)比較笨重的電磁裝置就被晶閘管交流調(diào)壓器取代了。 目前，交流調(diào)壓

12、器一般用三對(duì)晶閘管反并聯(lián)或三個(gè)雙向晶閘管分別串接在三相電路中，主電路接法有多種方案，用相位控制改變輸出電壓。Y型接法0負(fù)載abca)uaubuciaUa0VT1VT2VT3型接法負(fù)載b)abcuaubucia 交流變壓調(diào)速系統(tǒng)可控電源M3TVC利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速TVC雙向晶閘管交流調(diào)壓器 圖5-1 利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速 控制方式TVC的變壓控制方式n電路結(jié)構(gòu)：采用晶閘管反并聯(lián)供電方式，實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)可逆和制動(dòng)。圖5-2 采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制動(dòng)電路 可逆和制動(dòng)控制n 反向運(yùn)行方式 圖5-2所示為采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動(dòng)機(jī)可逆和制動(dòng)電路，其中，晶閘管 16控制電

13、動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，反轉(zhuǎn)時(shí)，可由晶閘管 1，4 和 710 提供逆相序電源，同時(shí)也可用于反接制動(dòng)。n制動(dòng)運(yùn)行方式 當(dāng)需要能耗制動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)制動(dòng)電路的要求選擇某幾個(gè)晶閘管不對(duì)稱地工作，例如讓 1，2，6 三個(gè)器件導(dǎo)通，其余均關(guān)斷，就可使定子繞組中流過(guò)半波直流電流，對(duì)旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)作用。必要時(shí)，還可以在制動(dòng)電路中串入電阻以限制制動(dòng)電流。返回目錄返回目錄5.2 異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性 根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個(gè)假定條件下： 忽略空間和時(shí)間諧波， 忽略磁飽和， 忽略鐵損， 異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路示于圖5-3。 異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖5-3 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等

14、效電路 Us1RsLlsLlrLmRr /sIsI0IrLm 參數(shù)定義nRs、Rr 定子每相電阻和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相電阻；nLls、Llr 定子每相漏感和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相漏感；n Lm定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的 等效電感，即勵(lì)磁電感；n Us、1 定子相電壓和供電角頻率；n s 轉(zhuǎn)差率。電流公式由圖可以導(dǎo)出(5-1) 式中2r1s212r1ssrllLCLsRCRUImsm1s1s111LLLjLjRCll 在一般情況下，LmLl1，則，C1 1 這相當(dāng)于將上述假定條件的第條改為忽略鐵損和勵(lì)磁電流。這樣，電流公式可簡(jiǎn)化成(5-2)2rs212rssrsllLLsRRUII 轉(zhuǎn)矩

15、公式令電磁功率 Pm = 3Ir2 Rr /s 同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速 m1 = 1 / np式中 np 極對(duì)數(shù)，則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為（5-3）2rs212rs1r2spr2 r1p1mme/33llLLsRRsRUnsRInPT 式（5 - 3）就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方程式。它表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。 這樣，不同電壓下的機(jī)械特性便如圖5-4所示，圖中，UsN表示額定定子電壓。最大轉(zhuǎn)矩公式 將式（5-3）對(duì)s求導(dǎo)，并令dTe/ds=0，可求出對(duì)應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的靜差率和最大轉(zhuǎn)矩（5-4）（5-5）2rs212srm)(llLLRRs2r

16、s212ss12spmaxe)(23llLLRRUnT 異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性TeOnn0TemaxsmTLUsN0.7UsNABCFDE0.5UsN風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖5-4 異步電動(dòng)機(jī)不同電壓下的機(jī)械特性 由圖5-4可見(jiàn)，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，普通籠型異步電機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)為 A、B、C，轉(zhuǎn)差率 s 的變化范圍不超過(guò) 0 sm ，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為D、E、F，調(diào)速范圍可以大一些。 為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過(guò)熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，這樣的電機(jī)在變電壓時(shí)的機(jī)械特性繪于圖5-5。 顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的變壓

17、調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作交流力矩電機(jī)。 交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性TeOnn0UsN0.7UsNABCTL0.5UsN恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖5-5 高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性 返回目錄返回目錄5.3 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性 采用普通異步電機(jī)的變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī)可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性又變軟，因而當(dāng)負(fù)載變化時(shí)靜差率很大（見(jiàn)圖5-5），開(kāi)環(huán)控制很難解決這個(gè)矛盾。 為此，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)速范圍大于D=2時(shí)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖5-6a）。1.

18、 系統(tǒng)組成圖5-6 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流變壓調(diào)速系統(tǒng)ASRU*n+-UnGT+M3TGa)原理圖 -Ucn2. 系統(tǒng)靜特性eTOnn0TLUsNAAAUs min恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖5-6b 閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性U*n3U*n1U*n2 圖5-6b所示的是閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在 A 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降，反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找到新的工作點(diǎn) A。同理，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，會(huì)在左邊一條特性上得到定子電壓低一些的工作點(diǎn) A。 按照反饋控制規(guī)律，將A、A、A 連接起來(lái)便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。盡管異步電機(jī)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性和直流電機(jī)的開(kāi)環(huán)

19、特性差別很大，但是在不同電壓的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)，連接起來(lái)便得到閉環(huán)系統(tǒng)靜特性，這樣的分析方法對(duì)兩種電機(jī)是完全一致的。 盡管異步力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，但由系統(tǒng)放大系數(shù)決定的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性卻可以很硬。 如果采用PI調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無(wú)靜差。改變給定信號(hào)，則靜特性平行地上下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)速的目的。 變壓調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn) 異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性左右兩邊都有極限，不能無(wú)限延長(zhǎng)，它們是額定電壓 UsN 下的機(jī)械特性和最小輸出電壓Usmin下的機(jī)械特性。 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)只能沿著極限開(kāi)環(huán)

20、特性變化。3. 系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu) Ksn=f(Us,Te) ASRU*nUnUcUs-TLn圖5-7 異步電機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)圖5-6a所示的原理圖，可以畫(huà)出靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖5-7所示。圖中，nKs = Us/Uc 為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的放大系數(shù)；n = Un/n 為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；nASR采用PI調(diào)節(jié)器；nn =f (Us, Te )是式（5-3）所表達(dá)的異步電機(jī)機(jī)械特性方程式，它是一個(gè)非線性函數(shù)。 穩(wěn)態(tài)時(shí)， Un* = Un = n Te = TL 根據(jù)負(fù)載需要的 n 和TL 可由式（5-3）計(jì)算出或用機(jī)械特性圖解法求出所需的 Us 以及相應(yīng)的 Uc。返回目錄返回目錄*

21、5.6 變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)變壓控制在軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié) 能運(yùn)行中的應(yīng)用能運(yùn)行中的應(yīng)用 除了調(diào)速系統(tǒng)以外，異步電動(dòng)機(jī)的變壓控制在軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器和輕載降壓節(jié)能輕載降壓節(jié)能運(yùn)行中也得到了廣泛的應(yīng)用。 本節(jié)主要介紹它們的基本原理，關(guān)于其運(yùn)行中的一些具體問(wèn)題可參看參考文獻(xiàn)42，43，44。*5.6.1 軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器n起動(dòng)電流問(wèn)題 常用的三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，而且性能良好，運(yùn)行可靠。對(duì)于小容量電動(dòng)機(jī)，只要供電網(wǎng)絡(luò)和變壓器的容量足夠大（一般要求比電機(jī)容量大4倍以上），而供電線路并不太長(zhǎng)（起動(dòng)電流造成的瞬時(shí)電壓降落低于10%15%），可以直接通電起動(dòng)，操作也很簡(jiǎn)便。對(duì)于容量大一些的電動(dòng)機(jī)，問(wèn)題就不這么簡(jiǎn)單了。 n 起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩公式 在式（5-2）和式（5-3）中已導(dǎo)出異步電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩方程式，起動(dòng)時(shí)，s =1，因此起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分別為2rs212rssrstsstllLLRRUII2rs212rs1r2spest3llLLRRRUnT（5-19） （5-20） 由上述二式不難看出，在一般情況下，三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。對(duì)于一般的籠型電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)其額定值的倍數(shù)大約為74sNsstIIIK3 . 19 . 0eNestTTTK起動(dòng)電流倍數(shù) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) n 起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩分析起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩