第06章交流电动机调速控制系统-1
《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章)
《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1。
什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答:①调速范围——电动机在额定负载下调速时,允许的最高转速max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比,称作静差率S ,即0N n nS ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围.2。
某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min,额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少?解：已知N n ∆＝15 r/min,有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17。
47；允许的静差率是15％. 3。
为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么?答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小,导致转速n 必然下降.实质是电枢电阻的存在导致压降增大.4。
某调速系统的调速范围是1500 ～ 150 r/min,要求静差率为s ＝2％ ,那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解：①已知101501500==D ,又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答:要求静差率为s ＝2％时,系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31。
第二章--绕线式异步电动机串级调速系统
b.起动控制：控制逆变角，使在起动开始的瞬间，Ud与Uβ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。
随着转速的增高，相应地增大角以减小值 Uβ ，从而维持加速过程中动态 转矩基本恒定 。
30
（2）调速
a.调速原理：通过改 变角的大小调节电动机 的转速。
由于电机在 低于同步转速 下工作，故称 为次同步转速 的电动运行。
sn
0 n1
~
P1 Pm
(1-s)Pm
CU
sPm
10
次同步速度电动运行状态
sPm
Te
12
不断加大+Eadd， s n
就可提高电机的转 速。当接近额定转
1
2n1
SP
速时，如继续加大
+Eadd，电机将加
P
速到s<0的新的稳
Pm
态下工作，即电机
转子电流 I2 的增大，会引起交流电动机
拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与负载 相等，处于平衡状态，串入附加电势引起电 动机升速，在升速的过程中，随着速度增加， 转差率S减小，分子中sE2减小，电流也减小， 使拖动转矩减小后再次与负载平衡，降速过程 最后会在某一个较高的速度下重新稳定运行。
* 这种向上调速的情况称为高于同步速的串级调速。（超同步串调） 9
一.串级调速的原理 二.串级调速的基本运行状态及功率关系 三.附加电动势的实现 四.次同步串级调速主电路
2
一. 串级调速的原理
转子串电阻调速方法有什么缺点？
我们知道，对于绕线转子异步电动机，可以在其 转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改 变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。
自动控制原理1卢京潮
第一章 自动控制的一般概念习题及答案1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成：(1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态；(2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为：d a ↔，c b ↔；（2）系统方框图如图解1-1 所示。
1-2 题1-16图是仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。
图1-16 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如图解1-2所示。
1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。
图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。
f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。
此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。
这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
HSV-16系列全数控伺服说明书
通过修改伺服驱动器参数 可对伺服驱动器系统的工 作方式 内部参数进行修改 以适应不同应用环境和要求 2 状态显示齐全
HSV-16 设置了一系列状态显示信息 方便客户在调 试 运用过程中浏览伺服驱动器的相关状态参数 同时也 提供了一系列的故障诊断信息 3 宽调速比 与电机及反馈元件有关
版板所有 2002 武汉华中数控股份有限公司
1- 6
概述
第二章 概 述
HSV-16 是武汉华中数控股份有限公司继 HSV-9 型 HSV-11 型之后 推出的一款全数字交流伺服驱动器 该驱动器具有结构 小巧 使用方便 可靠性高等特点
2.1 产品简介
HSV-16 采用最新专用运动控制 DSP 大规模现场可编程逻辑 阵列 FPGA 和智能化功率模块 IPM 等当今最新技术设计 操作简单 可靠性高 体积小巧 易于安装
在正确安装 接线之前请认真阅读此使用手册 在操作之前必须 了解此设备安全信息 安全警告以及此设备的使用知识
1.1 与安全有关的符号说明
危险
错误使用时 会引起危险情况 可能会导致人身伤亡
注意
错误使用时 会引起危险情况 可能会导致人身轻度或中度伤亡 和设备损坏
版板所有 2002 武汉华中数控股份有限公司
1.1NM 到 42NM 1200RPM 1500RPM 2000RPM
额定转速 A 12 00 RPM B 1500RPM C 2000RPM F:3000RPM
冷却方式 A 自然冷却 B 强迫冷却 电机极数 4 4 极 6 6 极 8 8 极
电机规格代码 中心高 用中心高除以 10 的整数部分表示 GK6 系列交流伺服电动机
GK6 交流永磁同步伺服电机简介 GK6 系列交流伺服电动机与伺服驱动装置配套后构成的相互协调的系统 可广泛应用于机床 纺织 印刷 建材 雷达 火炮等领域 该电机采用自冷式 防护等级为 IP64-IP67 GK6 电机是永磁三相交流同 步电动机 采用高性能稀土永磁材料形成气隙磁场 由脉宽调制变频器控制 运行 具有良好的力矩性能和宽广的调速范围 电机带有装于定子绕组内的
第五章-交流调压调速系统和串级调速系统
Te U
2 1
交直流调速系统
•最大转矩公式 将（5-1）对s求导，并令dTe/ds=0，可求出 对应于最大转矩时的静差率和最大转矩
sm
' R2 2 2 R1 1 ( Ll1 L'l 2 ) 2
2 3npU1
（5-2）
Te max
R R 2 2 ( L L' ) 2 21 1 1 1 l1 l2
交直流调速系统
5、1
交流调速系统的分类
变极 有级调速 变频
1、异步电动机交流调速方式
调压
60 f1 n (1 S )n1 (1 S ) p
串电阻
电磁转差离合器
串级 根据转速公式可归纳出三类调速方法（原始的分类方法）：
变极对数p的调速、变电源频率f1调速及变转差率s调速。
交直流调速系统
科学分类方法（根据对转差功率的处理方法分类）分为三类： （1）转差功率消耗型调速系统：转差功率全部转化成热能 而被消耗掉。 特点：系统的效率低，结构简单。调压调速、绕线式异步 电动机转子串电阻调速、电磁转差离合器调速系统属于此类。 （2）转差功率回馈型调速系统——转差功率的少部分被消 耗掉，大部分通过变流装臵回馈给电网或者转化为机械能予 以利用。 特点：效率高。串级调速属该类系统。
交直流调速系统
5.3 绕线式异步电动机串级调速系统
引言
转差功率的利用 众所周知，作为异步电动机，必然有转差 功率，要提高调速系统的效率，除了尽量减小转 差功率外，还可以考虑如何去利用它。 但要利用转差功率，就必须使异步电动机的 转子绕组有与外界实现电气联接的条件，显然笼 型电动机难以胜任，只有绕线转子电动机才能做 到。
腾海HT系列变频器使用手册
注：200L系列93Kw及以上、216系列110Kw及以上需外接制动单元时请在订货时说明。
第二章安装配线
TH200L-1100G/ TH216L-1320
TH200L-1320G/ TH216L-1600
立式机柜620（L）×445(W)×1475(H)
TH200L-1600、1850/ TH216L-1850
TH200L-2000/ TH216L-2000、2200
立式机柜780（L）×470(W)×1575(H)
Read theuser'sinstructionbeforeusingthe inverter.
Donot connect AC power to output terminals UVW.
第一章产品说明
TH系列通用变频器是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。系列有多种型号，额定功率范围从0.75KW到315KW，供用户选用。
故障及故障查询监视功能
1.3 键盘外型及安装尺寸
客户将键盘安装在自备的柜体面板上，请按如下尺寸在面板开孔.
键盘外型及安装尺寸:
图1.2 键盘外形尺寸图
1.4外型及安装尺寸
图1.4 1.5KW-7.5KW外形尺寸图
图1.5 11KW-110KW外形尺寸图
图1.6 132KW-400KW外形尺寸图
TH通用、风机水泵型系列变频器规格尺寸(单位mm)：
250
568
9
587
356
278
TH200L-0450G/ TH216L-0550
TH200L-0550G/ TH216L-0750
300
643
DA98D(V5.00版)使用手册
在本使用手册中，我们将尽力叙述各种与该驱动单元操作相关的事项。
限于篇幅限制及产品具体使用等原因，不可能对该驱动单元中所有不必做和或不能做的操作进行详细的叙述。
因此，本使用手册中没有特别指明的事项均视为“不可能”或“不允许”进行的操作。
本使用手册的版权，归广州数控设备有限公司所有，任何单位与个人进行出版或复印均属于非法行为，广州数控设备有限公司将保留追究其法律责任的权利。
公司简介广州数控（GSK）——广州数控设备有限公司，目前中国数控系统产销量最大的企业，中国南方的数控产业基地，国家863《中档数控系统产业化支撑技术》重点项目承担企业，广东省20家重点装备制造企业之一。
十几年来致力于专业研发、设计及制造机床数控系统（数控装置、驱动单元与伺服电机）等产品，推进数控机床普及化，开展数控机床贸易，现已发展成为一家集科、教、工、贸于一体的大型高新技术企业。
公司现有员工1400多名，其中博士4名、硕士研究生50多名，工程技术人员500多名，其中高级职称50多名。
GSK系列产品以高的性能价格比畅销全国，远销东南亚。
2000年至2006年，市场占有率连续七年全国第一，产品产销量连续七年居国内同行业首位，为全国最大的机床数控系统生产基地。
公司主要产品有：GSK系列车床、铣床、加工中心数控系统， DA98、DA98A、DA98B、DA98D系列全数字式交流伺服驱动装置，DY3系列混合式步进电机驱动装置，DF3系列反应式步进电机驱动装置，GSK SJT系列交流伺服电动机，CT-L数控滑台等数控设备与装置。
产品全面贯彻现行的国家标准（国际标准）、行业标准以及作为完善补充的企业标准（或企业内控标准），广州数控设备有限公司拥有雄厚的技术开发力量及完善的生产及质量保障体系，以稳定可靠的产品质量满足广大用户的需求。
公司健全完善的服务机制与在国内多个省市及国外设立的十几个服务办事处，可保证在24～48小时内提供快捷便利的技术支持和服务。
调速器设置步骤及相关知识
调速器设置步骤及相关知识IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】590调速器基本设置步骤1.上电(220V)后,按M键进入FULL MENUS,再按M键后用上下箭头键找到CONFIGURE DRIVE(基本参数设置全部在这里完成),按M 键进入.2.首先把CONFIGURE ENABLE内的参数DISABLE改为ENABLE,此时面板上的灯全部闪烁.按E键退出后用上下箭头键找到 NOM MOTOR VOLTS(电枢电压),ARMATUR CURRENT(电枢电流),FIELD CURRENT(励磁电流),根据电机铭牌上的数值写入590, 接着再把 MODE(励磁控制方法)设为CURRENT CONTROL(电流控制),把 RATIO(励磁电压比例)设为(电机铭牌上的励磁电压/380),然后把SPEED FBK SELECT(速度反馈选择)设为实际你所用的速度反馈(电枢电压反馈,测速发电机反馈或编码器反馈).3.以上参数输入590后,如果需要自整定(自整定后590能让电机更好的运行,但590报警的几率增大,根据现场情况,可以自整定,也可以不自整定),在CONFIGURE DRIVE用上下箭头键找到AUTOTUNE,把它的设定值由原来的OFF改为ON,然后运行590(让C3和C9接通),此时590上的RUN灯闪烁,等到液晶显示AUTOTUNE OFF,表示自整定结束,断开C3和C9.4.所有的参数设置好以后, 把CONFIGURE ENABLE内的参数ENABLE改回到DISABLE.然后在FULL MENUS里用上下箭头键找到PARAMETER SAVE,按M键进入显示UP TO ACTION 时,按上箭头键开始存储,等到存储结束后按E键退回到初始界面.5.上面的步骤完成后,就可以启动电机了.第一次运行时,一定要检测一下电机各方面的参数是否正常.调速器概述如何工作用简单术语讲，调速器就是使用控制环（一个内部的电流环和一个外部的速度环）来控制直流电机。
直流无刷电机毕业设计
直流无刷电机毕业设计毕业设计论文论文题目：直流无刷电机学生姓名：学生学号：专业班级:指导教师：日期：AbstractBrushless DC Motor摘要无刷直流电机是最近发展起来的结合了多学科技术的一种新型电机，结合机电一体化，具有高速度、高效率、高动态响应、高热容量和高可靠性、免维护等优点，同时还具有低噪声和长寿命等特点。
非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳选择。
目前无刷电机已广泛应用于各种领域，如医疗仪器、分析仪器、材料处理、过程控制、机床工业、纺织工业、轻工机械、电动自行车等。
无刷直流电机的控制要比普通有刷电机的控制要复杂得多。
目前直流电机的控制方法主要有两种，一种是采用专用得直流电机控制芯片，如Motorola公司的MC33035；另一种控制方法各个厂家根据自己的需求采用单片机或DSP进行开发设计。
本设计主要采用嵌入式单片机ATMEGA48写入控制程序，从而形成一种高性能直流无刷电机控制器。
其不但能实现MC33035直流电机控制芯片的全部功能，而且具有接口灵活，功能完善，成本低廉、全数字控制等优点，用户能根据不同应用场合进行灵活配置。
关键词：无刷直流电机、HALL、PWM目录Abstract ............................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第12章 交流传动控制系统
5
交-交变频调速
优点:无换流环节,提高 了效率;电动机谐波损 耗以及转矩脉动小. 缺点:主电路元件多;最 高频率受电网频率的限 制. 应用:球磨机,电力机车, 矿井提升机的传动.
交-交变频是直接将固 定频率的交流电能变成 所需频率的电能，而不 经过中间直流环节，故 也称为直接变频。 直接变频器能将单相交 流电变换为两相或三相 交流电;能将高频电源 变换为低频电源.
(2)控制电路分析
给定信号经电压／频率变换 转换为脉冲信号，然后经环 形分配器分频，依次形成相 差 T ／ 6 、持续时间为 T ／ 3 的选组脉冲,同时，给定信号 被变换成与之相应的移相脉 冲，决定每组晶闸管导通的 次序及控制角 α 的大小。移 相脉冲与选组脉冲经逻辑电 路确定了每个晶闸管导通时 刻,低速时为了补偿定子的压 降，引入了函数发生器以适 当提高电压。
例:JZT1简易式转差离合器调速系统
12.2 交流调压调速系统
1.双向晶闸管交流调压电路 将三个双向晶闸管分别接至 三相负载就构成了一个典型 的三相交流调压电路。负载 可以是 Y 形连接，也可以是 △形连接， Y 形接法的电阻 性负载如右图所示。
•三相交流调压电路，为保证 输出电压对称并有相应的控 制范围，要求触发信号必须 与交流电源有一致的相序和 相位差，要求采用控制角大 于 60°的双脉冲或宽脉冲触 发电路。
12.3 线绕式异步电动机调速系统--串级调速
1 串级调速的一般原 理 异步电动机的串级调速， 就是在异步电动机转子 电路内引入附加电势 Ead ，以调节异步电动 机的转速。引入电势的 方向，可与转子电动势 E2 方向相同或相反，其 频率则与转子频率相同。
2. 串级调速时的机械特性的特征