牵引变流器变流器工作原理分析
《牵引变流器》课件

3 新材料应用
使用新型材料提高牵引变 流器的散热性能,降低体 积和重量。
总结和展望
牵引变流器在轨道交通中的作用不可忽视。随着技术的不断发展,牵引变流 器将变得更加高效、智能化,并为未来的城市交通发展做出重要贡献。
《牵引变流器》PPT课件
本课件将介绍牵引变流器的概念、作用及其在轨道交通领域的应用案例。同 时讨论牵引变流器的主要构成部分、工作原理、优点和局限性,以及未来的 发展和趋势。
概念和作用
牵引变流器是一种在轨道交通中用于控制电力传输的装置。它将高压交流电转换为适合电动机使 用的电能,以提供动力。
电力传输
应用案例
牵引变流器在轨道交通领域有广泛应用,以下是一些具体案例:
高铁列车
牵引变流器用于控制高铁列车的 电力传输和驱动电动机,实现高 速运行。
地铁
地铁系统中的牵引变流器控制电 车的动力输入和制动效果,保证 安全运行。
有轨电车
有轨电车的牵引变流器将电能转 换为驱动电机所需的电能,实现 城市交通的便利与绿色出行。
工作原理
牵引变流器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:
1
采集
传感器采集轨道交通工具的运行状态和电力需求。
2
控制
控制电路根据采集到的信息,控制整流器和逆变器的工作,调节输出电流和电压。
3
转换
整流器将交流电转换为直流电,逆变器电动机,提供动力给轨道交通工具。
优点和局限性
优点
• 能量高效利用 • 灵活控制 • 减少环境污染 • 提高行驶安全性
局限性
• 成本较高 • 技术要求高 • 故障难以排查 • 受环境条件影响
牵引变流器的原理

牵引变流器的原理
牵引变流器是一种用于电力牵引的设备,主要用于将高压交流电转换为低压直流电供给牵引电动机。
牵引变流器的工作原理可以简单描述为以下步骤:
1. 输入电源:输电系统提供高压交流电源,通常为25kV~50kV的交流电。
2. 变压器:输入电源首先通过变压器进行降压,将高压电源转换为较低的交流电压,通常为600V~1500V。
这一步骤是为了适应牵引电动机的工作电压。
3. 整流器:变压后的交流电经过整流器,将交流电转换为直流电。
整流器一般采用可控硅整流器或者IGBT整流器,通过控制电压和电流的相位角来实现电能变换。
4. 滤波电路:直流电经过滤波电路,去除高频杂波,使输出电流变得平滑。
5. 逆变器:滤波之后的直流电进一步经过逆变器,将直流电转换为交流电。
逆变器一般采用智能功率模块,通过控制开关电路来实现将直流电转换为交流电。
6. 输出电源:最后,逆变器输出的交流电供给牵引电动机,驱动车辆实现运动。
牵引变流器的主要原理是使用变压器将高压交流电降压,并通过整流器和逆变器的配合,将交流电转换为直流电然后再转换为交流电,最终将电能提供给牵引电动机进行电力牵引。
牵引变流器工作原理

牵引变流器工作原理
嘿,朋友们!今天咱来聊聊牵引变流器这玩意儿的工作原理。
你说这牵引变流器啊,就像是火车的超级能量站!
想象一下,火车要在铁轨上飞快地跑起来,那得需要多大的劲儿啊!这牵引变流器就是给火车提供强大动力的关键。
它就好比是一个大力士,能把电流这个小调皮好好地摆弄一番。
牵引变流器主要有几个部分组成呢,就像一个团队里有不同角色一样。
有整流的部分,这就像是个筛选器,把乱七八糟的电流整理得服服帖帖,变成直流电。
然后呢,还有逆变的部分,这个可厉害啦,它能把直流电又变成交流电,而且还能根据需要调整交流电的频率和电压。
这不就跟咱人跑步似的嘛,有时候要跑得快,有时候要跑得慢,得根据情况随时调整。
牵引变流器也是这样,让火车能在不同的情况下都能跑得稳稳当当。
还有啊,它还得特别可靠。
要是半路上出了啥毛病,那火车不就趴窝啦!那可不行,咱乘客还等着按时到达目的地呢。
所以啊,这牵引变流器就得像个老黄牛一样,勤勤恳恳,不能偷懒。
你说这牵引变流器是不是很神奇?它能把电玩得团团转,让火车乖乖听话。
而且它还在不断进步呢,技术越来越好,让火车跑得更快更稳。
咱生活中很多东西都离不开牵引变流器的默默奉献呢。
没有它,那些高铁、地铁啥的还能那么风驰电掣吗?那肯定不行啊!
所以说啊,牵引变流器虽然咱平时看不见它,但它可真是个大功臣啊!咱得感谢这些科技的力量,让咱的出行变得这么方便快捷。
以后坐火车的时候,可别忘了想想这个神奇的牵引变流器哦!它可是在背后拼命努力,让咱能舒舒服服地到达目的地呢!。
牵引变流器产品介绍

16
精选课件
16
动车产品介绍
自主高速6500V水冷平台
项目
变流 器型 号
中间 电压
更高速度 TGA16 3500
等级试验
V
列车(
500km)
永磁高速 TGA28 3500
动车组
V
功率
2961K VA
2632K VA
11
精选课件
11
机车产品介绍
“和谐”系列货运电力机车
车型
系列 机车轴 机车功 设计速
式
率
度
HXD1
西门子
2(BO- 9600KW 120km/
BO)
h
HXD1B 西门子
CO-CO 9600KW 140km/ h
HXD1C 时代电气 CO-CO 7200KW 120km/ h
HXD2
阿尔斯通 2(BO- 10000K 120km/
0-2400V 输出电流:
350—497A
变流器数量
400台 80台 160台 360台 240台 1400台 7台 104台 54台 1374台 1084台 40台 6台 8台
PS:上述参数适用于所有表中车型
精选课件
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动车产品介绍
四方中标动牵引变压器
输入电压 AC1900V 输入电流 2x814A 直流电压 3600V 输出电流 2x314A 电机功率 4x625kw 辅助容量 260kVA 冷却方式 强迫水冷
路特 流等级 等级 级
量
征
18 出口澳大利
DC160 1200 120km 台 亚
牵引变流器变流器工作原理

牵引变流器变流器工作原理牵引变流器(Traction Converter)是一种用于电力机车和列车的设备,用于将电网供电转换成适合牵引电机的电力。
牵引变流器的工作原理是将输入的电能进行变换和控制,以满足电机的工作要求并实现速度和转向的调节。
牵引变流器通常由以下几个主要部分组成:整流单元(Rectifier)、逆变单元(Inverter)、滤波单元(Filter)、控制单元(Control Unit)和保护单元(Protection Unit)。
首先,电能从电网输入整流单元,整流单元将交流电转换为直流电,并通过滤波单元进行滤波处理,以减少电流的纹波成分。
整流单元可以采用不同的拓扑结构,如单向整流桥、三相桥式整流等,根据不同的应用需求进行选择。
经过整流和滤波处理后,直流电被逆变单元转换为适合驱动电机的交流电。
逆变单元一般采用高频开关器件(如IGBT、MOSFET 等)来实现电能的逆变过程。
逆变单元通过控制开关器件的开关时间和频率,可以控制输出的电流和电压特性,实现对电机的速度和转向的调节。
为了保证电能的质量和稳定性,牵引变流器中要加入滤波单元。
滤波单元用于减少逆变输出产生的高频成分,以提高电流质量,并减少对电动机的干扰。
滤波单元通常由电感、电容和电阻等元件组成,可以通过调节滤波元件的参数来满足不同的滤波要求。
牵引变流器的控制单元起着核心作用,用于监测和控制整个系统的运行。
控制单元负责实时监测输入电压、输出电流、温度等参数,并根据预设的控制算法对整流和逆变单元进行精确的调节和控制。
控制单元还可以接收车辆的指令信号,实现对车辆的速度和转向的精确控制,并通过反馈系统进行闭环控制。
为了确保设备的安全运行,牵引变流器还需要加入保护单元。
保护单元通常采用电路保护器、过流保护器、过温保护器等来实现对整个系统的监测和保护。
一旦出现电流过大、温度过高等异常情况,保护单元会及时切断电路,以防止设备的损坏和事故的发生。
总结起来,牵引变流器通过整流、滤波、逆变和控制等过程,将电网供电转换为适合牵引电机的电力,并实现对车辆速度和转向的调节。
牵引变流器变流器工作原理

牵引变流器变流器工作原理1,概述交流异步电动机的同步转速与电源频率的关系:⑴变频调速就是利用电动机的同步转速随电机电源频率变化的特性,通过改变电动机的供电频率进行调速的方法。
利用半导体功率开关器件如IGBT等变频装置构成变频电源对异步电动机进行调速。
同步转速随电源频率线性地变化,改变频率时的机械特性是一组平行的曲线,类似于直流电机电枢调压调速特性。
因此,从性能上来讲,变频调速是交流电机最理想的调速方法。
异步电机电压U1与磁通Φ的关系:⑵有⑵式知,若不变,与成反比,如果下降,则增加,使磁路过饱和,励磁电流迅速上升,导致铁损增加,电机发热及效率下降,功率因数降低。
如果上升,则减小,电磁转矩也就跟着减小,电机负载能力下降。
由此可见,在调节的同时,还要协调地控制,即给电机提供变压变频电源,才可以获得较好的调速性能。
由变压变频装置给笼型异步电机供电所组成的调速系统叫做变压变频调速系统,它可以分为转速开环恒压频比控制、转速闭环转差频率控制系统,可以满足一般要求的交流调速系统。
若调速系统对调速系统静、动态性能要求不高的场合,比如风机、水泵等节能调速系统,可以采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案,其控制系统结构简单,成本也比较低。
若要提高静、动态性能,可以采用转速反馈的闭环控制系统。
若调速系统对静、动态性能的要求很高,则需要采用模拟直流电机控制的矢量控制系统。
矢量控制系统是高动态性能的交流调速控制系统,但是需要进行大量复杂的坐标变换运算,而且控制对象参数的变化将直接影响控制精度。
直接转矩控制系统是近十几年来继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流调速系统。
它避开了矢量控制的旋转坐标变换,而是直接进行转矩“砰—砰”控制。
地铁列车和电动车组的调速系统,对静、动态性能的要求很高,采用矢量控制系统或直接转矩控制系统。
地铁列车的牵引系统为直-交变频器,电动车组的牵引系统为交-直-交变频器。
随着电力半导体器件的发展,变频器的发展也经历了几个阶段。
电力机车牵引变流器电气原理分析与检修

电力机车牵引变流器电气原理分析与检修电力机车牵引变流器是电力机车重要的牵引控制装置之一,其功能是将协调控制器输出的脉冲换向信号经过控制电路处理后,输出到IGBT模块作为控制驱动信号,实现电机控制,从而控制电机的输出转矩和牵引力。
在电力机车的行车过程中,牵引变流器具有至关重要的作用。
但是,在使用和维护过程中,由于机车运行环境的特殊,牵引变流器经常出现各种故障,因此需要进行电气原理分析和检修。
本文将主要探讨电力机车牵引变流器的电气原理、常见故障及其检修方法。
一、电力机车牵引变流器的电气原理电力机车牵引变流器由直流侧和交流侧两部分组成。
直流侧是由牵引变流器与主机发电机直接相连,交流侧则是通过牵引变流器将直流电源转换成三相交流电源,从而驱动电动机。
换向脉冲信号由协调控制器输出,并经过控制电路的处理,转化为IGBT切换信号,最终控制电机运行。
牵引变流器主要由控制电路、IGBT模块、滤波电感、电容等构成。
控制电路主要由信号隔离电路、信号调理电路、驱动电路等组成。
IGBT模块为牵引变流器主要的功率元件,由上下关断管和电流平衡电路组成。
滤波电感和电容是用来保护电机,保证交流输出质量和减少高频干扰的。
二、牵引变流器常见故障及其检修方法2.1 输电线路故障当机车司机在行驶过程中感觉牵引力下降明显,舱内显示屏上的功率条线也会出现明显下降,可能是输电线路出现了故障。
针对这种故障,首先需要检查输电线路,检查接线箱、熔断器、隔离开关、电缆接头等是否有断路、短路或接触不良现象。
如果是导线损坏导致的故障,需要更换损坏导线;如果是接触不良,需要重新插拔端子并清洁接触面;如果是熔断器过载导致断路,需要更换熔断器。
2.2 IGBT及控制电路故障当机车出现片刻失功或完全失去牵引力时,检修人员需要检查IGBT及其控制电路。
首先检查控制电路是否正常工作,如反止信号是否正常,输出去耦电容及滤波电感是否正常,控制电压是否合适等;接着检查IGBT模块,如是否出现瞬间过流或短路,是否有单个管的热点等,如果出现短路情况,需要更换故障的IGBT管。
关于CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析

关于 CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析摘要:CRH2 动车组通常会出现闪报错误。
所谓的闪报错误是指在运行过程中发生的错误,这些错误在日常的检查或测试过程中不会再次出现。
为了处理和分析这些错误,可以对动车组内相关产品的工作原理进行深入了解,并与MON屏幕上显示的错误参数结合起来,以做出准确的判断。
还可以下载和分析错误历史记录数据,并根据错误历史记录数据做出合理的推断,找出故障原因。
关键词:CRH2型动车组;牵引变流器;常见故障引言牵引变流器是CRH_2 动车组的重要组成部分,由四个牵引电动机电源控制,由脉冲整流器、直流平滑电路、逆变器、真空交流电、接触器主电路设备和非接触式控制单元组成,控制整个电路设备的操作。
牵引变流器属于动车组的传动单元,其在牵引电路中的主要功能是在直流和交流之间转换电能,并控制和调节各种牵引电动机车的运行。
1牵引变流器的结构概述1.1主电路主电路系统通常以两辆车为单位。
电源为单相交流电,引入受电弓,主电路在一次侧断开和闭合。
牵引变压器的绕组受VCB的控制,与此同时,电流与另一个一起流入牵引转换器的脉冲整流器。
M1和M2两辆车都配备有牵引力转换器,并且除了控制这两辆车的电源和制动系统外,还具有车辆保护功能。
通过根据车辆的驾驶信息控制设备来实现。
脉冲整流器载波的载波相位差操作减少了电流影响对动车运行的干扰。
1.2牵引传感器主要由一个单相交流对直流脉冲积分器组成。
直流与三相交流逆变器可以实现电流控制。
滤波电容器吸收电压波动和输出直流恒定电压的相互作用对牵引变流器产生积极影响,可以管理和控制其工作。
1.3变频器滤波电容器的电压输出是设备主电路的电源。
根据非接触式控制装置,控制键用于选择输出电压和频率,并控制四个并联感应电动机的速度。
通过再生制动系统改变输出,三相交流是输出滤波电容器的输出直流电压。
通过电压控制方法独立控制电流,可以提高转矩控制精度,响应速度和电流控制精度。
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牵引变流器变流器工作原理1,概述交流异步电动机的同步转速与电源频率的关系:⑴变频调速就是利用电动机的同步转速随电机电源频率变化的特性,通过改变电动机的供电频率进行调速的方法。
利用半导体功率开关器件如IGBT等变频装置构成变频电源对异步电动机进行调速。
同步转速随电源频率线性地变化,改变频率时的机械特性是一组平行的曲线,类似于直流电机电枢调压调速特性。
因此,从性能上来讲,变频调速是交流电机最理想的调速方法。
与磁通Φ的关系:异步电机电压U1⑵有⑵式知,若不变,与成反比,如果下降,则增加,使磁路过饱和,励磁电流迅速上升,导致铁损增加,电机发热及效率下降,功率因数降低。
如果上升,则减小,电磁转矩也就跟着减小,电机负载能力下降。
由此可见,在调节的同时,还要协调地控制,即给电机提供变压变频电源,才可以获得较好的调速性能。
由变压变频装置给笼型异步电机供电所组成的调速系统叫做变压变频调速系统,它可以分为转速开环恒压频比控制、转速闭环转差频率控制系统,可以满足一般要求的交流调速系统。
若调速系统对调速系统静、动态性能要求不高的场合,比如风机、水泵等节能调速系统,可以采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案,其控制系统结构简单,成本也比较低。
若要提高静、动态性能,可以采用转速反馈的闭环控制系统。
若调速系统对静、动态性能的要求很高,则需要采用模拟直流电机控制的矢量控制系统。
矢量控制系统是高动态性能的交流调速控制系统,但是需要进行大量复杂的坐标变换运算,而且控制对象参数的变化将直接影响控制精度。
直接转矩控制系统是近十几年来继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流调速系统。
它避开了矢量控制的旋转坐标变换,而是直接进行转矩“砰—砰”控制。
地铁列车和电动车组的调速系统,对静、动态性能的要求很高,采用矢量控制系统或直接转矩控制系统。
地铁列车的牵引系统为直-交变频器,电动车组的牵引系统为交-直-交变频器。
随着电力半导体器件的发展,变频器的发展也经历了几个阶段。
电力电子器件的可控性、模块化、控制手段的全数字化,利用了微机的强大信息处理能力,使软件功能不断强化,变频器的灵活性和适用性不断增强。
随着网络时代的到来,变频器的网络功能和通信不断增强,它不仅可以与设备网的现场总线直接相连,还可以与信息交换实时数据。
2,牵引变流器工作原理牵引变流器将直流电变成电压和频率可变的交流电,并采用采用正弦脉宽调制(SPWM )方法,使输出波形近似正弦波,用于驱动异步电机,实现无级调速。
2.1,电压型PWM 变频器主电路的原理图图1 电压型PWM 变频器主电路的原理图2.2,变频器的调制方式正弦波脉宽调制(SPWM )。
2.2.1,开关器件的门极驱动信号的产生由三角波载频信号uc 与三相正弦波参考信号ur 相比较的方法产生。
如图2所示。
图2 开关器件的门极驱动信号2.2.2,开关器件IGBT的开关状态当UG为正时,V1导通,V2截止;UG为负时,V1截止,V2导通;当VG为正时,V3导通,V4截止;VG为负时,V3截止,V4导通;当WG为正时,V5导通,V6截止;WG为负时,V5截止,V6导通。
V 1~V6共有8种开关状态。
其中:6种是工作状态,特点是三相负载接在不同电位上;2种是0开关状态,特点是三相负载接在相同电位上,同时接电源正极,或同时接电源负极。
6种是工作状态为:①V1、V3、V6导通,V2、V4、V5截止,A、B接电源正极,C接电源负极;②V1、V4、V5导通,V2、V3、V6截止,A、C接电源正极,B接电源负极;③ V2、V3、V5导通,V1、V4、V6截止,B、C接电源正极,A接电源负极;④ V2、V4、V5导通,V1、V3、V6截止,A、B接电源负极,C接电源极正;⑤ V2、V3、V6导通,V1、V4、V5截止,A、C接电源负极,B接电源极正;⑥ V1、V4、V6导通,V2、V3、V5截止,B、C接电源负极,A接电源极正。
2种是0开关状态为:①V1、V3、V5导通,V2、V4、V6截止,A、B、C都与电源正极接通;②V1、V3、V5截止,V2、V4、V6导通,A、B、C都与电源负极接通。
2.2.3,A、B、C三点的电位波形以直流电源负极(0V线)为参考电位。
当UG为正时,V1导通,V2截止,UA为正;UG为负时,V1截止,V2导通, UA为0;当VG为正时,V3导通,V4截止,UB为正;VG为负时,V3截止,V4导通, UB为0;当WG为正时,V5导通,V6截止,UC为正;WG为负时,V5截止,V6导通, UC为0。
A、B、C三点电位的波形如图3所示图3 A、B、C三点电位的波形2.2.4,正弦波脉宽调制(SPWM)的特点这种调制方式的特点是:输出的PWM脉冲波形等幅、变宽,脉冲宽度变化呈正弦分布,各脉冲面积之和与正弦波下的面积成比例。
因此,其调制波形接近于正弦波,谐波分量减少。
当改变参考信号ur的幅值时,脉宽随之改变,从而改变了主回路输出电压的大小。
当改变ur的频率时,输出电压频率即随之改变。
2.2.5,载波比载波与基准波的频率比定义为载波比N,N=fc/fr>1,它决定一个周期内电压的脉冲个数。
按照载波比不同的处理方式,变频器有同步调制、异步调制和分段调制三种(1)同步调制在变频调速时,载波频率与基准波频率同步变化,即载波比N为常数,因此,在逆变器输出电压的一个周期内调制脉冲数是固定的。
若取N等于三的倍数,则同步调制能保证逆变器输出的正、负半波对称,也能保证三相平衡。
但是,当输出频率很低时,相邻两脉冲的间距增大,谐波分量增加。
这会使电机产生较大的转矩脉动和噪声,低速时运转不平稳。
(2)异步调制在变频器的变频范围内,载波比N不等于常数。
在改变基准波频率时保持载波频率不变,因此提高了低频时的载波比,这样变频器输出电压在一个周期内的脉冲个数可随输出频率的降低而增加,相应地可以减少电机的转矩脉动,改善低速性能。
但是,随着载波比的变化,很难保证三相输出间的对称关系,也会影响电机的平稳运行。
(3)分段同步调制将同步调制和异步调制结合起来,相互取长补短,形成分段同步调制。
把变频器的整个变频范围划分成若干个频段,在每个频段内固定载波比。
在不同的频段,N的取值不同,频率越低N越大。
用同步调制保证输出波形对称,用分段调制可以改善低速性能,这就是这种方法的优点,也是它广泛采用的原因。
2.3,变频器的控制方式2.3.1电压频率协调控制如果变频调速过程中,磁通过大,会使铁心饱和,励磁电流过大会使绕组过热,严重时会烧坏电机;磁通过小时,电机出力不足,输出转矩小,电机的铁心不能充分利用,造成浪费。
所以,变频调速时还要同时改变定子电压,以保证电机调速时保持每极磁通量为额定值。
由关系式可知,为了保持Φ恒定,改变频率时,就要相应地改变定子感应电势,使按照上式确定的控制方法称为恒定电势频率比的控制方式。
然而,绕组中的感应电势一般是难以直接测量和控制的。
为了便于实现,我们通常采取近似的方法:当电势较高的时候,忽略定子绕组中的电阻压降和漏抗压降,用定子电压代替定子电势,使这就是恒定压频比的控制方式。
不论是恒定电势频率比还是恒定电压频率比都只能在基频以下运行。
如果要在基频以上调速运行,频率可以大于额定频率,但是电压却不能大于额定电压,只能保持= 。
如果继续增大,这将使磁通与频率成反比地下降。
如图4所示。
图4 恒压频比控制特性如果电动机在不同转速下都有额定电流,则电机能在温升容许的情况下长期运行,这时转矩基本上随磁通变化。
在基频以下属于恒转矩调速的性质,在基频以上属于恒功率调速的性质。
高频高压时, 定子电压远大于定子阻抗压降, 定子阻抗压降可忽略不计,U1≌E 1;但低频低压时,定子阻抗压降已经不能忽略,U1≠E1,此时的压频比恒定已经不能保证磁通恒定。
因此,低速时时引起电势和磁通的明显降低,将发生严重励磁不足和转矩减少的问题。
为了改善低速时机械特性,需要对电压给定进行补偿,即在低速时抬高压频比值,两种典型的改善压频比特性如图5中的曲线2和曲线3所示。
在非线性特性中,与在高频时是成正比的,但是随着频率趋于零,电压逐渐被提高。
在偏置特性中,电压补偿量与频率比分量共同决定定子电压,故:⑷式中:值根据不同负载的需要进行调整。
2.3.2 转差频率控制从异步电动机的转矩方程式和稳态电路图可以看到,当S很小时,很小,一般为的2%~5%,可得近似的转矩与转差角频率的关系式:⑸上式表明:在S很小的范围内,只要能够维持气隙磁通不变,异步电动机的转矩近似地与转差角频率成正比。
也就是说在异步电动机中控制,能够达到间接控制转矩的作用。
控制转差频率就代表了控制转矩,这就是转差率控制地基本概念。
“保持磁通恒定”是基于稳态等效电路和稳态转矩公式而得到的结论。
在动态过程中,磁通不可能保持恒定。
加之在实际中,磁饱和和温度变化等引起的电机参数的变化都将导致气隙磁通的变化,使驱动性能降低,这是稳态的函数关系所不能自适应解决的稳态,所以转差率控制的精度保证是困难的。
转差频率控制的基本要点之一是保持磁通恒定,为此需要对定子电流进行调节。
这种策略加强了对磁场的控制,有利于系统响应的快速和稳定性。
但是对定子电流进行调节的规律是在稳态的情况下得到的,在动态过程中,一般说,并不能依此来保证磁通恒定。
另外,转差频率控制仍然没有对电流的相位进行控制,这也会影响它对转矩的控制能力。
同恒压频比控制一样,转差频率控制所依赖的规律--不管是转矩与转差的关系,还是保持恒磁通时,定子电流与转差的关系,都是在稳态条件下得出的,不能反映动态特性,因而仍然不能保证最优的动态性能。
2.3.3 矢量控制的变频调速系统异步电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合、多变量的系统,通过坐标变换,可以使之降阶并解耦,但是并没有改变其非线性、多变量的本质。
在标量控制中,动态性能不够理想,调节器的参数很难设计,究其原因在于仍采用单变量系统的控制思想,而没有从根本上解决非线性、多变量的特殊问题。
矢量控制,又称磁场定向控制。
从原理上说,矢量控制方式的特征是:它把交流电动机解析成直流电动机一样的转矩发生机构,按照磁场与其正交电流的积就是转矩这一基本的原理,从理论上将电动机的一次电流分离成建立磁场的励磁分量和磁场正交的产生转矩的转矩分量,然后进行控制。
其控制思想就是从根本上改造交流电动机,改变其产生转矩的规律,设法在普通的三相交流电动机上模拟直流电动机控制转矩的规律。
矢量变换控制的基本思路,是以产生同样的旋转磁场为准则,建立三相交流绕组电流、两组交流绕组电流和在旋转坐标上的正交绕组直流电流之间的等效关系。
由电动机结构及旋转磁场的基本原理可知,三相固定的对称绕组A、B、C,通过三相正弦平衡交流电流ia、ib、ic时,即产生转速为的旋转磁场,如图5(a)所示。