电力拖动自动控制系统-运动控制系统（ - 阮毅 - 陈伯时）课后思(9)

id?cos?i??sin?i???3Icos(wt??)2m3Icos(wt)cos??2m3Isin(wt)sin?2miq??sin?i??cos?i????3Imsin(wt??)23Icos(wt)sin??2m3Isin(wt)cos?2m

当?1=?时，?=?1t??t??0,则id?3Imcos(wt??)?23Imcos?0 2iq?33Imsin(wt??)??Imsin?022is?id2?iq2?3I 2m 6-3

按转子磁链定向同步旋转坐标系中状态方程为：

2npd?npLm?ist?r?TLdtJLrJLd?r1???r?mismdtTrTrdismLmRL?RrLusm??r?i??i?sm1stdt?LsLrTr?LsL2?Lsr2distLmRsL2?RLustrrm????r?i??i?st1smdt?LsLr?LsL2?Lsr2sr2m

坐标系旋转角速度：?1???Lmist Tr?r假定电流闭环控制性能足够好，电流闭环控制的等效传递函数为惯性环节：

稳定性：

转子磁链环节为稳定的惯性环节，可以采用闭环控制，也可以采用开环控制方式；而转速通道存在积分环节，必须加转速外环使之稳定。 6-4

sN?n1?nN1500?14001?? n1150015?sN?sN?1?sN2?fN?100?rad/s 15ism?isq?3Imcos(wt??)23Imsin(wt??)2

22is?ism?ist?3Im?3?6.9?11.95A 2Ld?r1???r?mismdtTrTr?1???LmistTr?r

Ldyr1=-yr+mismdtTrTrws=w1-w=LmistTrYr

Tr?Lr0.2898??0.109 Rr2.658L20.28382m??1??1??0.7317

LsLr0.294?0.2898

6-5

ASR调节器：

WASR?Kn(?ns?1)

?nsnpKnnp2Lm?r(?ns?1)Kn(?ns?1)Lm1 W???np??r??2?nsTis?1LrJsJ?nLrs(Tis?1)Knnp2Lm?r K?J?nLr取h=5,Ti?0.001s?n?hTi?0.005sK?h?1?120000222hTi

Kn?

KJ?nLr120000?0.1284?0.005?0.2898?

np2Lm?r32?0.2838?AΨR调节器：

WA?R?K?(??s?1)

??sW?K?(??s?1)Lm ???s(Tis?1)(Trs?1)Tr?Lr0.2898??0.109 Rr2.658取???Tr?0.109

W?K?LmK???s(Tis?1)s(Tis?1)K?LmK???Ti?0.001s

取KTi?0.5,??5%0.5K==5000.001

K??K??500?0.109??192.04 Lm0.2838W?

6-6

192.04

s(Tis?1)第七章

思考题

7-1

因为异步电动机的定子与转子速度不同步，有转差率产生，因为产生转差功率。

7-2

K1sEr0?K2UT2cos??IdR

可以看出，Ud中包含了电动机的转差率s，而Id与电动机转子交流电流Ir之间有固定的比例关系，因此它近似地反映了电动机电磁转矩的大小，而β角是控制变量。所以该式可以看作是在串级调速系统中异步电动机机械特性的间接表达式：s?f(Id,?) 控制逆变角?可以控制转差率s进而改变转速。

7-3

在绕线转子异步电动机转子串电阻调速时，转子电流会在外接电阻上产生一个交流电压，这一交流电压与转子电流有着相同的频率和相位，调速时产生的转差功率被消耗在外接电阻上。 串级调速是串的电动势，如果在转子绕组回路中引入一个可控的交流附加电动势来代替外接电阻，附加电动势的幅值和频率与交流电压相同，相位与转子电动势相反则它对转子电流的作用与外接电阻是相同的，附加电动势将会吸收原先消耗在外接电阻上的转差功率。 7-4

为了使串级调速装置不受过电压损坏。 7-5

图7-5所示的电气串级调速系统能够在次同步转速下作电动运行和电动机在超同步转速下作电动运行，因为图7-5所示的系统不可逆，所以不能制动运行。

习题

7-1

异步电动机双馈调速的基本原理：异步电动机由电网供电并以电动状态运行时，它从电网输入（馈入）电功率，而在其轴上输出机械功率给负载，以拖动负载运行。 在双馈调速工作时，绕线型异步电动机定子侧与交流电网直接连接，转子侧与交流电源或外接电动势相连，从电路拓扑结构上看，可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势，通过控制附加电动势的幅值，实现绕线型异步电动机的调速。 异步电动机双馈调速的五种工况： 1. 电动机在次同步转速下作电动运行 2. 电动机在反转时作倒拉制动运行

3. 电动机在超同步转速下作回馈制动运行 4. 电动机在超同步转速下作电动运行 5. 电动机在次同步转速下作回馈制动运行 7-2 1．起动

异步电动机在静止不动时，其转子电动势为Er0；控制逆变角β，使在起动开始的瞬间，Ud与Ui的差值能产生足够大的Id，以满足所需的电磁转矩，但又不超过允许的电流值，这样电动机就可在一定的动态转矩下加速起动。随着异步电动机转速的增高，其转子电动势减少，为了维持加速过程中动态转矩基本恒定，必须相应地增大β角以减小Ud值，维持(Ud?Ui)基本恒定。当电动机加速到所需转速时，不再调整β角，电动机即在此转速下稳定运行。 2．调速 当增大β角使β=β2>β1时，逆变电压减小，但电动机的转速不能立即改变，所以Id将增

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