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1、运动控制系统第3版课件幻灯片1电力拖动口动控制系统第8章同步电动机变压变频调速系统幻灯片2内容提要9?同步电动机变压变频调速的特点及其基本类型？他控变频同步电动机调速系统？ 自控变频同步电动机调速系统幻灯片38.1 同步电动机变压变频调速的特点及其基本类型?本节提要？概述?同步调速系统的类型？同步调速系统的特点幻灯片4 1.槪述同步电动机历來是以转速与电源频率保持严格同步著称的。只要电源频率保持恒定， 同步电动机的转速就绝对不变。采用电力电子装置实现电圧-频率协调控制，改变了同步电动机历來只能恒速运行不 能调速的面貌。起动费事、重載时振荡或失步等问题也已不再是同步电动机广泛应用的障 碍。幻灯片
2、5?同步电机的特点与问题?优点：? （1）转速与电压频率严格同步；？ （2）功率因数高到1.0,甚至超前：？存在 的问题：？ （1）起动困难；? （2）重载;时有振荡，甚至存在失步危险；幻灯片6?解决思路?问题的根源：?供电电源频率固定不变。?解决办法：?采用电圧-频率协调控制，可解决由固定频率电源供电而产生的问题。幻灯片7例如?对于起动问题：?通过变频电源频率的半滑调节，使电机转速逐渐上升，实现软起动。?对于振荡和失步问题：?由于采用频率闭环控制，同步转速可以跟着频率改变，于是就不会振荡和失步了。幻灯片82. 同步调速系统的类型（1）他控变频调速系统用独立的变压变频装置给同步电动机供电的系统
3、。（2）口控变频调速系统用电动机本身轴上所带转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号來 控制变压变频装置换相时刻的系统。幻灯片93. 同步调速系统的特点（11与定子电源频率fl有确定的关系异步电动机的稳态转速总是低于同步转速的，二者之差叫做转差s :同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差s = 0。 2?fl?l?np（8-1）幻灯片10同步调速系统的特点（续）（2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧 还有独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。（3）同步电动机和异步电动机的定子都有同样的交流绕组，一般都是三相的，而转 子绕组则不同，同步电动机转子除直
4、流励磁绕组（或永久磁钢）夕卜，还可能有自身短路的 阻尼绕组。幻灯片11同步调速系统的特点（续）（4）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机 气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复朵性。但凸极效 应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。幻灯片12同步调速系统的特点（续）（5）异步电动机由于励磁的需要，必须从电源吸取滞后的无功电流，空载时功率因 数很低。同步电动机则可通过调节转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，可以滞后， 也可以超前。当cos二1.0时，电枢铜损最小，还可以节约变圧变频装置的容量。 幻灯片13同步
5、调速系统的特点（续）（6）由丁-同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源频率下也能运行，因此，在同 样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。（7）异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步电机只须加大功角就能増大转 矩，同步电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的承受能力，能作出更快的动态响应。返回目录幻灯片14*8.2他控变频同步电动机调速系统与异步电动机变圧变频调速一样，用独立的变压变频装置给同步电动机供电的系统称 作他控变频调速系统。幻灯片15本节提要?转速开环恒圧频比控制的同步电动机群调速系统?由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统？由交-交变压 变频器供电的
6、大型低速同步电动机调速系统？按气隙磁场定向的同步电动机欠量控制系 统？同步电动机的多变量动态数学模型幻灯片16*8. 2. 1 转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统转速开环恒圧频比控制的同步电动机群调速系统，是一种最简单的他控变频调速系统, 多用于化纺工业小容量多电动机拖动系统中。这种系统采用多台永磁或磁阻同步电动机并联接在公共的变频器上，由统一的频率给 定信号同时调节各台电动机的转速。幻灯片17 ?系统组成图8-1多台同步电动机的恒压频比控制调速系统幻灯片18 ?系统控制?多台永磁或磁阻同步电动机并联接在公共的电圧源型PWM变圧变频器上，由统一的 频率给定信号f *同时调节各台电动机的
7、转速。？ PWM变圧变频器中，带定子压降补偿 的恒压频比控制保证了同步电动机气隙磁通恒定，缓慢地调节频率给定f *可以逐渐地 同时改变各台电机的转速。幻灯片19?系统特点?系统结构简单，控制方便，只需一台变频器供电，成本低廉。？由于采用开环调 速方式，系统存在一个明显的缺点，就是转子振荡和失步问题并未解决，因此各台同步电动机的负载不能太大。幻灯片20*8. 2. 2 由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统？概述?大型同步电动机转子上一般都具有励磁绕组，通过滑环由直流励磁电源供电，或者由交流励磁发电机经过随转子一起旋转的整流器供电。幻灯片21对丁经常在高速运行的机械设备，定
8、子常用交-直-交电流型变圧变频器供电，其电机 侧变换器（即逆变器）比给异步电动机供电时更简单，可以省去强迫换流电路，而利用同 步电动机定子中的感应电动势实现换相。这样的逆变器称作负載换流逆变器（Load- commutated Inverter,简称 LCI）。幻灯片 22?系统组成图8-2由交-直-交电流型负载换流变圧变频器供电的同步电动机调速系统幻灯片23?系统控制在图8-2中，系统控制器的程序包括转速调节、转差控制、负載换流控制和励磁电流 控制，FBS是测速反馈环节。由丁变圧变频装置是电流型的，还单独画出了电流控制器（包括电流调节和电源侧变 换器的触发控制）。幻灯片24?换流问题?LCI同步调速系统在起动和低速时存在换流问题，感谢您的阅读，祝您生活愉快。
