第三章 同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制

1、第三章第三章 同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛: :(1) 功率覆蓋面非常廣大，從瓦級(jí)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)到功率覆蓋面非常廣大，從瓦級(jí)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)到萬(wàn)千瓦的大型軋機(jī)、窯爐萬(wàn)千瓦的大型軋機(jī)、窯爐 傳動(dòng)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)傳動(dòng)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等。等。 (2) 大型同步電機(jī)和超大型抽水蓄能電動(dòng)發(fā)電機(jī)的變大型同步電機(jī)和超大型抽水蓄能電動(dòng)發(fā)電機(jī)的變頻起動(dòng)也屬于同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速之列。頻起動(dòng)也屬于同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速之列。(3) 近年來(lái)永磁同步電動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展，使同步電動(dòng)近年來(lái)永磁同步電動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展，使同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈多。機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈多。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(

2、1) 只要精確地控制變頻電源的頻率就能準(zhǔn)確控只要精確地控制變頻電源的頻率就能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)速，無(wú)需速度反饋控制。制轉(zhuǎn)速，無(wú)需速度反饋控制。(2) 轉(zhuǎn)矩干擾只影響同步電動(dòng)機(jī)的功角，不影響轉(zhuǎn)矩干擾只影響同步電動(dòng)機(jī)的功角，不影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在極低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，調(diào)速范圍電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在極低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，調(diào)速范圍較寬。較寬。(3)可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的功率因數(shù),甚甚至可在至可在 下運(yùn)行。下運(yùn)行。(4) 運(yùn)行在超前功率因數(shù)下，有可能利用電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在超前功率因數(shù)下，有可能利用電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流，克服強(qiáng)迫換流的弊病的反電勢(shì)實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流，克服強(qiáng)迫換流的弊病（晶閘管

3、（晶閘管)。1cos缺點(diǎn)缺點(diǎn)：同步電機(jī)本身結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜：同步電機(jī)本身結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜3-1 同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行性能同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行性能一、變頻調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用的同步電動(dòng)機(jī)一、變頻調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用的同步電動(dòng)機(jī)對(duì)于對(duì)于大、中容量大、中容量的調(diào)速系統(tǒng)，一般采用普的調(diào)速系統(tǒng)，一般采用普通的電勵(lì)磁式結(jié)構(gòu)；對(duì)于通的電勵(lì)磁式結(jié)構(gòu)；對(duì)于小型小型調(diào)速裝置，采用調(diào)速裝置，采用磁阻式或者永磁式同步電機(jī)。磁阻式或者永磁式同步電機(jī)。1. 特征特征pfn602. 永磁同步電動(dòng)機(jī)的材料永磁同步電動(dòng)機(jī)的材料年代年代材料名稱材料名稱最大磁積最大磁積( (兆兆高奧高奧)(HB)(HB)特色特色曲線曲線3030年代年代鋁

4、鎳鈷、鐵氧體鋁鎳鈷、鐵氧體差差易去磁易去磁1 19090年代年代鐵氧體鐵氧體3.64.03.64.0價(jià)格低價(jià)格低（稀土的（稀土的1/101/10）2 26060年代年代后期后期稀土永磁：稀土永磁：SmCSmC05052424熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好不怕去磁不怕去磁3 37070年代年代初期初期稀土永磁：稀土永磁：S Sm mC C0170173333鈷含量高、價(jià)格高鈷含量高、價(jià)格高 稀土永磁：稀土永磁：釹鐵硼釹鐵硼NdNd-Fe-B-Fe-B38403840我國(guó)儲(chǔ)量世界第一，我國(guó)儲(chǔ)量世界第一，溫度可達(dá)溫度可達(dá)200200？4 4第三代第三代幾種永磁材料的特性比較幾種永磁材料的特性比較3.永磁同步電

5、動(dòng)機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)型式隨永磁材料特永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)型式隨永磁材料特性的不同和應(yīng)用領(lǐng)域的差異具有多種方案。性的不同和應(yīng)用領(lǐng)域的差異具有多種方案。 按永磁材料的不同，可將永磁同步電動(dòng)機(jī)分按永磁材料的不同，可將永磁同步電動(dòng)機(jī)分為三種類(lèi)型：為三種類(lèi)型： （1）鋁鎳鈷永磁同步電機(jī)）鋁鎳鈷永磁同步電機(jī) （2）鐵氧體永磁同步電機(jī)）鐵氧體永磁同步電機(jī) （3）稀土永磁同步電機(jī)）稀土永磁同步電機(jī)鋁鎳鈷永磁同步電機(jī)：鋁鎳鈷永磁同步電機(jī)：早期的鋁鎳鈷永磁同早期的鋁鎳鈷永磁同步電機(jī)沿用了傳統(tǒng)同步電步電機(jī)沿用了傳統(tǒng)同步電機(jī)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)鋁鎳鈷機(jī)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)鋁鎳鈷材料矯

6、頑力小，剩磁密度材料矯頑力小，剩磁密度大的特點(diǎn)，磁極采用截面大的特點(diǎn)，磁極采用截面小，極身長(zhǎng)的形狀。小，極身長(zhǎng)的形狀。鐵氧體和稀土永磁同步電機(jī)鐵氧體和稀土永磁同步電機(jī): 鐵氧體鐵氧體矯頑力較大，剩磁密度較小，鐵氧體永矯頑力較大，剩磁密度較小，鐵氧體永磁同步電機(jī)常采用如圖磁同步電機(jī)常采用如圖33 a）的磁極結(jié)構(gòu)。而對(duì)）的磁極結(jié)構(gòu)。而對(duì)于磁能積很大的于磁能積很大的稀土稀土永磁電機(jī)，采用瓦片式結(jié)構(gòu)，永磁電機(jī)，采用瓦片式結(jié)構(gòu)，如圖如圖33 b）和）和c）所示。）所示。磁阻電機(jī)磁阻電機(jī): 磁阻電機(jī)，又稱反應(yīng)磁阻電機(jī)，又稱反應(yīng)式同步電機(jī)，是一種無(wú)勵(lì)式同步電機(jī)，是一種無(wú)勵(lì)磁的凸極式同步電動(dòng)機(jī)，磁的凸極式同步

7、電動(dòng)機(jī)，利用凸極轉(zhuǎn)子磁路不對(duì)稱，利用凸極轉(zhuǎn)子磁路不對(duì)稱，dq 軸電抗差異來(lái)產(chǎn)生反軸電抗差異來(lái)產(chǎn)生反應(yīng)轉(zhuǎn)矩。其結(jié)構(gòu)如圖應(yīng)轉(zhuǎn)矩。其結(jié)構(gòu)如圖34所示。所示。二、同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能二、同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能1. 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 一般表達(dá)式一般表達(dá)式 隱極同步電動(dòng)機(jī)，隱極同步電動(dòng)機(jī)，dq軸同步電抗相等，反軸同步電抗相等，反應(yīng)轉(zhuǎn)矩消失。應(yīng)轉(zhuǎn)矩消失。 磁阻式同步電動(dòng)機(jī)，無(wú)勵(lì)磁，磁阻式同步電動(dòng)機(jī)，無(wú)勵(lì)磁，E0。2sin222211qdqddXXXXUfmpSinXUEfmpTsin21sXUEfmpT2sin2221qdqdXXXXUfmpT2. 轉(zhuǎn)矩特性曲線轉(zhuǎn)矩特性曲線凸極式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線凸極式同

8、步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線分析：分析：它是由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)它是由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩生的同步轉(zhuǎn)矩2 和凸極效和凸極效應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)轉(zhuǎn)矩3兩部分兩部分合成。合成。其中同步轉(zhuǎn)矩按功其中同步轉(zhuǎn)矩按功率角的正弦變化，反應(yīng)轉(zhuǎn)率角的正弦變化，反應(yīng)轉(zhuǎn)矩按其兩倍頻正弦變化。矩按其兩倍頻正弦變化。對(duì)于隱極同步電機(jī)而言，對(duì)于隱極同步電機(jī)而言，dq軸同步電抗相等，反應(yīng)軸同步電抗相等，反應(yīng)轉(zhuǎn)矩消失，轉(zhuǎn)矩特性如曲轉(zhuǎn)矩消失，轉(zhuǎn)矩特性如曲線線2 所示。所示。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線分析：由于永磁體本身分析：由于永磁體本身的導(dǎo)磁率一般較低，其的導(dǎo)磁率一般較低，其q軸同步電抗反比軸同步電抗反比

9、d 軸軸同步電抗大，使得反應(yīng)同步電抗大，使得反應(yīng)轉(zhuǎn)矩分量變負(fù)。可見(jiàn)永轉(zhuǎn)矩分量變負(fù)?？梢?jiàn)永磁同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生磁同步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大最大轉(zhuǎn)矩的功角轉(zhuǎn)矩的功角大于電勵(lì)磁大于電勵(lì)磁式同步電動(dòng)機(jī)，且大于式同步電動(dòng)機(jī)，且大于90度。度。4. 永磁式同步電動(dòng)機(jī)的特殊問(wèn)題永磁式同步電動(dòng)機(jī)的特殊問(wèn)題起動(dòng)性能不佳起動(dòng)性能不佳 永磁同步電動(dòng)機(jī)不能像普通同步電機(jī)那樣，只永磁同步電動(dòng)機(jī)不能像普通同步電機(jī)那樣，只依靠裝在轉(zhuǎn)子上的起動(dòng)繞組產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩使電機(jī)依靠裝在轉(zhuǎn)子上的起動(dòng)繞組產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩使電機(jī)達(dá)到亞同步速，再投入勵(lì)磁使電機(jī)牽入同步。達(dá)到亞同步速，再投入勵(lì)磁使電機(jī)牽入同步。 由于一開(kāi)始，永磁轉(zhuǎn)子上就存在磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)起動(dòng)由于

10、一開(kāi)始，永磁轉(zhuǎn)子上就存在磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)起動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生不良影響，使起動(dòng)過(guò)程中存在多種轉(zhuǎn)矩過(guò)程產(chǎn)生不良影響，使起動(dòng)過(guò)程中存在多種轉(zhuǎn)矩（異步性質(zhì)的（異步性質(zhì)的平均轉(zhuǎn)矩平均轉(zhuǎn)矩和同步性質(zhì)的和同步性質(zhì)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩）。）。永磁同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線永磁同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線Tc基本基本異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，由起動(dòng)繞組產(chǎn)生由起動(dòng)繞組產(chǎn)生TD逆序磁場(chǎng)產(chǎn)生的逆序磁場(chǎng)產(chǎn)生的附附加加異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)繞組異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)繞組不對(duì)稱引起）不對(duì)稱引起）TM永磁體旋轉(zhuǎn)與定子永磁體旋轉(zhuǎn)與定子繞組作用產(chǎn)生相當(dāng)大的異步繞組作用產(chǎn)生相當(dāng)大的異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ts以上三種轉(zhuǎn)矩的合成以上三種轉(zhuǎn)矩的合成轉(zhuǎn)矩，為平均轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩，

11、為平均轉(zhuǎn)矩起動(dòng)過(guò)程磁場(chǎng)分析起動(dòng)過(guò)程磁場(chǎng)分析除了異步性質(zhì)的平均轉(zhuǎn)矩外，還存在除了異步性質(zhì)的平均轉(zhuǎn)矩外，還存在3個(gè)的磁場(chǎng)：個(gè)的磁場(chǎng)：電樞磁場(chǎng)：電樞磁場(chǎng)：轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)：轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)： (1-s)逆序磁場(chǎng)：逆序磁場(chǎng)： (1-2s) 三者會(huì)相互作用產(chǎn)生同步脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩（平均轉(zhuǎn)矩為三者會(huì)相互作用產(chǎn)生同步脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩（平均轉(zhuǎn)矩為0），所有各種轉(zhuǎn)矩起動(dòng)時(shí)都發(fā)生作用，異步性質(zhì)的），所有各種轉(zhuǎn)矩起動(dòng)時(shí)都發(fā)生作用，異步性質(zhì)的平均轉(zhuǎn)矩使電機(jī)平均轉(zhuǎn)矩使電機(jī)加速加速，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)而加速時(shí)而減速時(shí)而加速時(shí)而減速。隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)頻率降低。起動(dòng)完畢（牽隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)頻率降低。起動(dòng)完畢（牽入同步），異步轉(zhuǎn)

12、矩消失，同步脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩成為同步轉(zhuǎn)入同步），異步轉(zhuǎn)矩消失，同步脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩成為同步轉(zhuǎn)矩。矩。snsnsn解決方法：解決方法：（1）外力拖入同步）外力拖入同步 （2）從靜止開(kāi)始作逐步升頻的變頻起動(dòng)）從靜止開(kāi)始作逐步升頻的變頻起動(dòng)三、同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制方式三、同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制方式（1）他控式變頻器供電）他控式變頻器供電特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）運(yùn)行頻率由外界獨(dú)立調(diào)節(jié)）運(yùn)行頻率由外界獨(dú)立調(diào)節(jié)2）改變逆變器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)）改變逆變器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)的調(diào)速的調(diào)速3）運(yùn)行情況決定于）運(yùn)行情況決定于E和和U之間的功率角（受之間的功率角（受負(fù)載影響容易產(chǎn)生失步）負(fù)載影響容易產(chǎn)生失步）(2) 自控

13、式變頻器供電：無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)自控式變頻器供電：無(wú)換向器電動(dòng)機(jī) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）運(yùn)行頻率由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?zèng)Q定）運(yùn)行頻率由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?zèng)Q定2）電流周期與轉(zhuǎn)子速度始終保持同步，不會(huì)）電流周期與轉(zhuǎn)子速度始終保持同步，不會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象出現(xiàn)失步現(xiàn)象3）通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓進(jìn)行調(diào)速，其特性類(lèi)似）通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓進(jìn)行調(diào)速，其特性類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)于直流電動(dòng)機(jī)3-2 無(wú)換向器電機(jī)（自控式同步電動(dòng)機(jī)無(wú)換向器電機(jī)（自控式同步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)）變頻調(diào)速系統(tǒng)） 自控式同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)又稱為無(wú)換自控式同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)又稱為無(wú)換向器電機(jī)，一種新型機(jī)電一體化無(wú)級(jí)變速電機(jī)，向器電機(jī)，一種新型機(jī)電一體化無(wú)級(jí)變速電機(jī)，它是由一臺(tái)帶轉(zhuǎn)子

14、磁極位置檢測(cè)器它是由一臺(tái)帶轉(zhuǎn)子磁極位置檢測(cè)器PS 的同步電的同步電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)SM和一套功率半導(dǎo)體逆變器和一套功率半導(dǎo)體逆變器INV所組成。所組成。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直流電機(jī)調(diào)速特性直流電機(jī)調(diào)速特性無(wú)換向器無(wú)換向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無(wú)須經(jīng)常維護(hù)無(wú)須經(jīng)常維護(hù)無(wú)換向器電機(jī)有兩種不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式無(wú)換向器電機(jī)有兩種不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式(1) 直流無(wú)換向器電機(jī)直流無(wú)換向器電機(jī)，即自控式同步電機(jī)交直，即自控式同步電機(jī)交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)交變頻調(diào)速系統(tǒng) 它是由電網(wǎng)交流電經(jīng)可控整流器它是由電網(wǎng)交流電經(jīng)可控整流器REC變成直流，變成直流，然后再由晶閘管逆變器然后再由晶閘管逆變器INV轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流，轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流，

15、供給同步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。其結(jié)構(gòu)框圖如圖供給同步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。其結(jié)構(gòu)框圖如圖38所示。所示。(2) 交流交流無(wú)換向器電機(jī)，即自控式同步電機(jī)交交無(wú)換向器電機(jī)，即自控式同步電機(jī)交交變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng) 它是利用它是利用晶閘管變頻器晶閘管變頻器直接把電網(wǎng)直接把電網(wǎng)50Hz交流電轉(zhuǎn)交流電轉(zhuǎn)換為可變頻率換為可變頻率的交流供給同的交流供給同步電動(dòng)機(jī)。其步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖39所示。所示。直流和交流無(wú)換向器電機(jī)的比較直流和交流無(wú)換向器電機(jī)的比較 直流無(wú)換向器電機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，所用晶閘管直流無(wú)換向器電機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，所用晶閘管元件少、耐壓要求低，但因工作在直流電源上元件少、耐壓要求低，但因工作在直

16、流電源上故有一個(gè)換向問(wèn)題。故有一個(gè)換向問(wèn)題。 交流無(wú)換向器電機(jī)的變頻器晶閘管可靠電交流無(wú)換向器電機(jī)的變頻器晶閘管可靠電網(wǎng)交流電源換流，但所用元件數(shù)目多、耐壓要網(wǎng)交流電源換流，但所用元件數(shù)目多、耐壓要求高，因此我們將重點(diǎn)討論直流無(wú)換向器電機(jī)。求高，因此我們將重點(diǎn)討論直流無(wú)換向器電機(jī)。用途用途 適用范圍廣適用范圍廣,如紡織、化工、水泥、制糖、礦山、如紡織、化工、水泥、制糖、礦山、軍工等軍工等,易于做成高速大容量易于做成高速大容量（數(shù)千千瓦，（數(shù)千千瓦，6000090000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分）。國(guó)外軋鋼機(jī)主傳動(dòng)用的無(wú)換分）。國(guó)外軋鋼機(jī)主傳動(dòng)用的無(wú)換向器電機(jī)單機(jī)容量超過(guò)向器電機(jī)單機(jī)容量超過(guò)5000千瓦；千瓦；解

17、決大型同步電解決大型同步電機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題:美國(guó)美國(guó)Racoon電站電站425兆伏安抽水蓄能兆伏安抽水蓄能發(fā)電機(jī)配套了發(fā)電機(jī)配套了20兆伏安無(wú)換向器電機(jī)起動(dòng)裝置；我兆伏安無(wú)換向器電機(jī)起動(dòng)裝置；我國(guó)寶鋼一號(hào)高爐的大型鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用國(guó)寶鋼一號(hào)高爐的大型鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用48兆瓦同步電兆瓦同步電動(dòng)機(jī)，也是采用無(wú)換向器電機(jī)方式起動(dòng)動(dòng)機(jī)，也是采用無(wú)換向器電機(jī)方式起動(dòng) 。一、無(wú)換向器電機(jī)的基本原理一、無(wú)換向器電機(jī)的基本原理1. 1. 等效直流電機(jī)模型等效直流電機(jī)模型 無(wú)換向器電機(jī)無(wú)換向器電機(jī)實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)就是一種通過(guò)半導(dǎo)體就是一種通過(guò)半導(dǎo)體變流器把電源頻率變流器把電源頻率電功率電功率轉(zhuǎn)變成可變頻率電功轉(zhuǎn)變成可變

18、頻率電功率供給同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速的系統(tǒng)。率供給同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速的系統(tǒng)。 但其但其輸出頻率輸出頻率不是獨(dú)立調(diào)節(jié)的，而是受與不是獨(dú)立調(diào)節(jié)的，而是受與同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝的位置檢測(cè)器的控制。同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝的位置檢測(cè)器的控制。其特點(diǎn)是能保證變頻器的輸出頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)其特點(diǎn)是能保證變頻器的輸出頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持同步而不會(huì)發(fā)生失步。速始終保持同步而不會(huì)發(fā)生失步。 我們從直流電機(jī)與無(wú)換向器電機(jī)相比較的角我們從直流電機(jī)與無(wú)換向器電機(jī)相比較的角度來(lái)分析無(wú)換向器電機(jī)的等效直流電機(jī)模型。度來(lái)分析無(wú)換向器電機(jī)的等效直流電機(jī)模型。直流電機(jī)特點(diǎn)直流電機(jī)特點(diǎn)l定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜

19、止l 電樞繞組中通過(guò)的電流為交流電樞繞組中通過(guò)的電流為交流l 電流換向通過(guò)換向器獲得電流換向通過(guò)換向器獲得l 換流位置由電刷確定換流位置由電刷確定l 磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)無(wú)換向器電機(jī)特點(diǎn)無(wú)換向器電機(jī)特點(diǎn)l定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止；定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止；l電樞繞組中通過(guò)的電流為交流；電樞繞組中通過(guò)的電流為交流；l無(wú)換向裝置無(wú)換向裝置直流電機(jī)與同步電機(jī)的比較直流電機(jī)與同步電機(jī)的比較相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：l 定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)靜止l 電樞繞組中通過(guò)的電流為交流電樞繞組中通過(guò)的電流為交流不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：l 直流電機(jī)多了一套換向裝置，若沒(méi)有換向直流電機(jī)多了一套換向裝置，若沒(méi)有換向置，直流電動(dòng)機(jī)就

20、是同步電動(dòng)機(jī)置，直流電動(dòng)機(jī)就是同步電動(dòng)機(jī)l 直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)靜止，同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)旋直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)靜止，同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 其實(shí)，無(wú)換向器電機(jī)和直流電機(jī)一樣，本其實(shí)，無(wú)換向器電機(jī)和直流電機(jī)一樣，本身就是一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，只是直流電動(dòng)機(jī)中用的身就是一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，只是直流電動(dòng)機(jī)中用的是一個(gè)機(jī)械接觸式的逆變器，而無(wú)換向器電機(jī)中是一個(gè)機(jī)械接觸式的逆變器，而無(wú)換向器電機(jī)中是用晶閘管組成的半導(dǎo)體逆變器來(lái)代替。直流電是用晶閘管組成的半導(dǎo)體逆變器來(lái)代替。直流電機(jī)中用以控制換向位置的電刷，在無(wú)換向器電機(jī)機(jī)中用以控制換向位置的電刷，在無(wú)換向器電機(jī)中是用無(wú)接觸式的位置檢測(cè)器來(lái)代替。盡管兩者中是用無(wú)接觸式的位置檢測(cè)器來(lái)

21、代替。盡管兩者構(gòu)造不同，但他們的作用卻完全相同，所以無(wú)換構(gòu)造不同，但他們的作用卻完全相同，所以無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)和一般并激直流電動(dòng)機(jī)具有相同的調(diào)向器電動(dòng)機(jī)和一般并激直流電動(dòng)機(jī)具有相同的調(diào)速特性。速特性。2. 2. 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生 假設(shè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁所產(chǎn)生假設(shè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在電機(jī)氣隙中按正弦的磁場(chǎng)在電機(jī)氣隙中按正弦分布，如果定子一相繞組中分布，如果定子一相繞組中通以持續(xù)的直流電流，則此通以持續(xù)的直流電流，則此電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下所產(chǎn)電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也將隨轉(zhuǎn)子位置不生的轉(zhuǎn)矩也將隨轉(zhuǎn)子位置不同而按正弦規(guī)律變化，這種同而按正弦規(guī)律變化，這種變化規(guī)律如圖變化規(guī)律如圖3 3101

22、0所示。所示。 在無(wú)換向器電機(jī)，實(shí)際上每相繞組中在無(wú)換向器電機(jī)，實(shí)際上每相繞組中通過(guò)的不是持續(xù)的直流而是只通電通過(guò)的不是持續(xù)的直流而是只通電1/31/3周期周期的方波電流，這樣每相電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作的方波電流，這樣每相電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也只是正弦轉(zhuǎn)矩曲線上相用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也只是正弦轉(zhuǎn)矩曲線上相當(dāng)于當(dāng)于1/31/3周期長(zhǎng)的一段，它的具體形狀和繞周期長(zhǎng)的一段，它的具體形狀和繞組開(kāi)始通電時(shí)的轉(zhuǎn)子相對(duì)位置有關(guān)。組開(kāi)始通電時(shí)的轉(zhuǎn)子相對(duì)位置有關(guān)。 圖示位置是轉(zhuǎn)子磁極軸線圖示位置是轉(zhuǎn)子磁極軸線從某相繞組軸線轉(zhuǎn)過(guò)從某相繞組軸線轉(zhuǎn)過(guò)3030的位的位置，在此瞬間觸發(fā)該相晶閘管，置，在此瞬間觸發(fā)該相晶閘管

23、，從產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的角度看是最有利從產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的角度看是最有利的。在此位置下，在繞組通電的。在此位置下，在繞組通電的的1/31/3周期里，載流導(dǎo)體正好周期里，載流導(dǎo)體正好處于比較強(qiáng)的磁場(chǎng)中，所產(chǎn)生處于比較強(qiáng)的磁場(chǎng)中，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平均值最大，脈動(dòng)最小。的轉(zhuǎn)矩平均值最大，脈動(dòng)最小。從時(shí)間相位上看，晶閘管觸發(fā)從時(shí)間相位上看，晶閘管觸發(fā)瞬間正好是該感應(yīng)電勢(shì)交變過(guò)瞬間正好是該感應(yīng)電勢(shì)交變過(guò)零之后的零之后的3030相位處，習(xí)慣上相位處，習(xí)慣上將此點(diǎn)選作晶閘管觸發(fā)相位的將此點(diǎn)選作晶閘管觸發(fā)相位的基準(zhǔn)點(diǎn)，稱為空載換流超前基準(zhǔn)點(diǎn)，稱為空載換流超前角角 。0 在換流超前角為在換流超前角為0 0的情況下，電樞三的情況下，電

24、樞三相繞組輪流通電產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩如圖相繞組輪流通電產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩如圖b b）所示。）所示。當(dāng)換流超前角為當(dāng)換流超前角為3030，電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩有過(guò)，電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩有過(guò)零點(diǎn)，如圖零點(diǎn)，如圖c c）所示。）所示。 左圖為三相橋式逆左圖為三相橋式逆變路的情況。在每一瞬變路的情況。在每一瞬時(shí)，三相繞組中一相通時(shí)，三相繞組中一相通過(guò)正向電流而另一相通過(guò)正向電流而另一相通過(guò)反向電流，所產(chǎn)生的過(guò)反向電流，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩如圖轉(zhuǎn)矩如圖a a）所示，圖）所示，圖b b）為換向超前角為為換向超前角為0 0時(shí)時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩，換向超前的合成轉(zhuǎn)矩，換向超前角為角為6060的情況如圖的情況如圖c c）所示，此時(shí)轉(zhuǎn)矩曲線才所示，此時(shí)轉(zhuǎn)矩

25、曲線才有過(guò)零點(diǎn)。有過(guò)零點(diǎn)。 、 三相式，對(duì)轉(zhuǎn)矩最為有利。三相式，對(duì)轉(zhuǎn)矩最為有利。矛盾：矛盾： 晶閘管靠反電勢(shì)自然換流晶閘管靠反電勢(shì)自然換流，要求，要求 超前，目前常取超前，目前常取 ，或按負(fù)載的，或按負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大：凸極式無(wú)換向電：凸極式無(wú)換向電機(jī)中，還存在磁阻轉(zhuǎn)矩，當(dāng)機(jī)中，還存在磁阻轉(zhuǎn)矩，當(dāng) 超前時(shí)為超前時(shí)為負(fù)值，將使輸出轉(zhuǎn)矩減小。負(fù)值，將使輸出轉(zhuǎn)矩減小。 0060000結(jié)結(jié) 論論二、逆變器晶閘管的換流問(wèn)題二、逆變器晶閘管的換流問(wèn)題 問(wèn)題的提出：?jiǎn)栴}的提出： 直流無(wú)換向器電機(jī)的晶閘管直接接在直流電直流無(wú)換向器電機(jī)的晶閘管直接接在直流電源上源上, ,導(dǎo)通后無(wú)法自

26、行關(guān)斷，換流困難。必須采取導(dǎo)通后無(wú)法自行關(guān)斷，換流困難。必須采取特殊的換流措施。特殊的換流措施。解決：解決： 在過(guò)激狀態(tài)下向逆變器提供超前的無(wú)功電流，在過(guò)激狀態(tài)下向逆變器提供超前的無(wú)功電流，可利用電機(jī)的反電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自然換流?？衫秒姍C(jī)的反電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自然換流。 圖3-13 電樞反電勢(shì)換流原理圖反電勢(shì)換流原理反電勢(shì)換流原理 分析思路：分析思路： a a、c c兩相通電兩相通電 b b、c c兩相通電兩相通電 AA管關(guān)斷、管關(guān)斷、B B管導(dǎo)通管導(dǎo)通 B B管開(kāi)通后，利用反電勢(shì)管開(kāi)通后，利用反電勢(shì)e eabab 使使A A管關(guān)斷管關(guān)斷 前提：前提：提前換向提前換向 特點(diǎn)：特點(diǎn)：無(wú)需輔助換流電路，但存在

27、換流能力無(wú)需輔助換流電路，但存在換流能力 與力矩特性矛盾，且低速時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)與力矩特性矛盾，且低速時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn) 換流（低速反電勢(shì)?。Q流（低速反電勢(shì)?。┛蛰d（實(shí)線）和負(fù)載時(shí)，晶閘管承受空載（實(shí)線）和負(fù)載時(shí)，晶閘管承受電壓的情況電壓的情況圖3-14 反電勢(shì)自然換流時(shí)晶閘管上電壓、電流波形 為保證可靠換流，要求負(fù)載時(shí)換流剩為保證可靠換流，要求負(fù)載時(shí)換流剩余角余角 而而 ，故只能通過(guò)增大，故只能通過(guò)增大 或限制電機(jī)最大負(fù)荷，但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增大，一般或限制電機(jī)最大負(fù)荷，但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增大，一般限制限制 。 斷續(xù)電流法換流斷續(xù)電流法換流：解決起動(dòng)：解決起動(dòng)和低速時(shí)換流問(wèn)題?？刂齐娫磦?cè)整流橋進(jìn)入逆和低速時(shí)換流問(wèn)題?？?/p>

28、制電源側(cè)整流橋進(jìn)入逆變狀態(tài)（拉逆變），使逆變器輸入電流下降為變狀態(tài)（拉逆變），使逆變器輸入電流下降為零，逆變器所有晶閘管自然關(guān)斷。然后給換流零，逆變器所有晶閘管自然關(guān)斷。然后給換流后該導(dǎo)通的管子發(fā)觸發(fā)脈沖，重新通電時(shí)，則后該導(dǎo)通的管子發(fā)觸發(fā)脈沖，重新通電時(shí)，則實(shí)現(xiàn)了換流。常在直流環(huán)節(jié)接入平波電抗器以實(shí)現(xiàn)了換流。常在直流環(huán)節(jié)接入平波電抗器以抑制諧波，并接入續(xù)流晶閘管抑制諧波，并接入續(xù)流晶閘管S0S0，構(gòu)成了電流，構(gòu)成了電流源逆變器的性質(zhì)。工程上實(shí)際上，加速了斷流源逆變器的性質(zhì)。工程上實(shí)際上，加速了斷流過(guò)程。過(guò)程。151000600 低速時(shí)（低速時(shí)（510%510%額定轉(zhuǎn)速以下）采用斷額定轉(zhuǎn)速以下

29、）采用斷續(xù)電流法換流，且為增大轉(zhuǎn)矩使續(xù)電流法換流，且為增大轉(zhuǎn)矩使 ；高；高速時(shí)，采用反電勢(shì)換流，為保證換流能力改速時(shí)，采用反電勢(shì)換流，為保證換流能力改為為 00600結(jié)結(jié) 論論三、無(wú)換向器電機(jī)的工作特性三、無(wú)換向器電機(jī)的工作特性1. 1. 調(diào)速特性調(diào)速特性 無(wú)換向器電機(jī)可以看作一臺(tái)直流電無(wú)換向器電機(jī)可以看作一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，可以采動(dòng)機(jī)，可以采 用分析直流電機(jī)的方法進(jìn)行用分析直流電機(jī)的方法進(jìn)行分析。分析。2cos)2cos(08. 4PKRIEndD2cos2cos34. 2sDEE 改變直流電壓改變直流電壓E ED D。通過(guò)改變可控。通過(guò)改變可控整流橋觸發(fā)角整流橋觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 改變勵(lì)磁磁通

30、改變勵(lì)磁磁通 或者勵(lì)磁電流或者勵(lì)磁電流I If f 改變換流超前角改變換流超前角 實(shí)用中多采用改變直流電壓的調(diào)速方法實(shí)用中多采用改變直流電壓的調(diào)速方法0無(wú)換向器電機(jī)的調(diào)速方法：無(wú)換向器電機(jī)的調(diào)速方法： 當(dāng)勵(lì)磁及換流當(dāng)勵(lì)磁及換流超前角恒定條件下，超前角恒定條件下，改變直流電壓改變直流電壓EDED時(shí)時(shí)的機(jī)械特性如圖的機(jī)械特性如圖3 3 1515所示。所示。 圖圖3-15 無(wú)換向電機(jī)調(diào)壓調(diào)速機(jī)械特性無(wú)換向電機(jī)調(diào)壓調(diào)速機(jī)械特性 2. 2. 過(guò)載能力過(guò)載能力 無(wú)換向器電機(jī)的過(guò)載能力受晶閘管換流無(wú)換向器電機(jī)的過(guò)載能力受晶閘管換流能力的限制，比一般直流電動(dòng)機(jī)低，只有能力的限制，比一般直流電動(dòng)機(jī)低，只有1.5

31、1.52 2倍。要提高過(guò)載能力，倍。要提高過(guò)載能力，一方面盡量減少一方面盡量減少換流重迭角換流重迭角的數(shù)值，另一方面減小功角的數(shù)值，另一方面減小功角的的影響。影響。 轉(zhuǎn)子上裝阻尼繞組或者采用整鑄磁極，利用轉(zhuǎn)子上裝阻尼繞組或者采用整鑄磁極，利用其阻尼作用減小換流電抗，從而減小換流重疊其阻尼作用減小換流電抗，從而減小換流重疊角角 減小交軸同步電抗減小交軸同步電抗 在磁極上裝交軸補(bǔ)償繞組，使其中通過(guò)電流在磁極上裝交軸補(bǔ)償繞組，使其中通過(guò)電流和和 成正比，由它產(chǎn)生的磁勢(shì)完全補(bǔ)償交軸電成正比，由它產(chǎn)生的磁勢(shì)完全補(bǔ)償交軸電樞反應(yīng)，使等效交軸電抗為零，換流超前角將樞反應(yīng)，使等效交軸電抗為零，換流超前角將不隨

32、負(fù)載變化，從而提高過(guò)載能力。不隨負(fù)載變化，從而提高過(guò)載能力。 采用勵(lì)磁電流隨負(fù)載比例變化的控制方法，采用勵(lì)磁電流隨負(fù)載比例變化的控制方法，此時(shí)空載電勢(shì)相應(yīng)增大，整個(gè)矢量圖按比例放此時(shí)空載電勢(shì)相應(yīng)增大，整個(gè)矢量圖按比例放大，功角將保持不變，從而顯著提高電機(jī)的過(guò)大，功角將保持不變，從而顯著提高電機(jī)的過(guò)載能力。載能力。qxqI提高過(guò)載能力的具體措施提高過(guò)載能力的具體措施 保持換流剩余角保持換流剩余角 恒定，調(diào)節(jié)換流超前恒定，調(diào)節(jié)換流超前角角 恒角恒角/ /變磁控制變磁控制無(wú)位置檢測(cè)器的控制系無(wú)位置檢測(cè)器的控制系統(tǒng)統(tǒng)0新型控制方法新型控制方法四、無(wú)換向器電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)四、無(wú)換向器電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)典型的無(wú)

33、換向器電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型的無(wú)換向器電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) 雙閉環(huán)：電流環(huán)和速度環(huán)雙閉環(huán)：電流環(huán)和速度環(huán) 零電流檢測(cè)單元零電流檢測(cè)單元 邏輯控制單元邏輯控制單元 四象限運(yùn)行控制系統(tǒng)四象限運(yùn)行控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器 脈沖分配器脈沖分配器 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和脈沖分配器將是介紹的重點(diǎn)脈沖分配器將是介紹的重點(diǎn)控制系統(tǒng)主要功能單元控制系統(tǒng)主要功能單元作用作用 與電動(dòng)機(jī)同軸安裝，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，經(jīng)邏輯分配器和放大后去 觸發(fā)控制逆變器。位置檢測(cè)器類(lèi)型位置檢測(cè)器類(lèi)型霍爾元件式光電式接近開(kāi)關(guān)式電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器 電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器結(jié)

34、構(gòu)如圖電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器結(jié)構(gòu)如圖3 31919所示，由一個(gè)帶缺口的圓盤(pán)和三個(gè)小型開(kāi)所示，由一個(gè)帶缺口的圓盤(pán)和三個(gè)小型開(kāi)口變壓器式的檢測(cè)元件組成?？谧儔浩魇降臋z測(cè)元件組成。 圖圖a a）：帶缺口的導(dǎo)磁（鐵）圓盤(pán)。）：帶缺口的導(dǎo)磁（鐵）圓盤(pán)。 圖圖b b）：缺口隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)蓋住變壓器）：缺口隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)蓋住變壓器3 3條腿，條腿，由于磁路對(duì)稱，副繞組中不會(huì)感應(yīng)電勢(shì)。由于磁路對(duì)稱，副繞組中不會(huì)感應(yīng)電勢(shì)。電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器 圖圖c c）：圓缺口對(duì)準(zhǔn)變壓器而只蓋住兩條）：圓缺口對(duì)準(zhǔn)變壓器而只蓋住兩條腿時(shí)，因磁路不對(duì)稱在副繞組中感應(yīng)出電勢(shì)，腿時(shí)，因磁路不對(duì)稱在副繞組中感應(yīng)出

35、電勢(shì)，發(fā)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。發(fā)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。 在實(shí)際系統(tǒng)中，一般采用三個(gè)相隔在實(shí)際系統(tǒng)中，一般采用三個(gè)相隔120120度電度電角度的檢測(cè)元件角度的檢測(cè)元件A A 、B B、C C和一個(gè)帶和一個(gè)帶180180度電角度度電角度缺口的鐵圓盤(pán)組成位置檢測(cè)器。配以簡(jiǎn)單的邏輯缺口的鐵圓盤(pán)組成位置檢測(cè)器。配以簡(jiǎn)單的邏輯電路，可獲得晶閘管觸發(fā)信號(hào)。電路，可獲得晶閘管觸發(fā)信號(hào)。位置檢測(cè)器輸出信號(hào)的處理任務(wù)任務(wù) 將轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器輸出的六個(gè)信號(hào)根據(jù)將轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器輸出的六個(gè)信號(hào)根據(jù)電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)輸送到不同的晶閘管。電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)輸送到不同的晶閘管。信號(hào)分配信號(hào)分配 要求電動(dòng)機(jī)作四象限運(yùn)行時(shí)，有八種不要求電動(dòng)機(jī)

36、作四象限運(yùn)行時(shí)，有八種不同的運(yùn)行方式。信號(hào)分配如表同的運(yùn)行方式。信號(hào)分配如表3 31 1所示。所示。脈沖分配器脈沖分配器 將正、反轉(zhuǎn)情況下各晶閘管的觸將正、反轉(zhuǎn)情況下各晶閘管的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)際加在各晶發(fā)信號(hào)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)際加在各晶閘管上的不同的觸發(fā)信號(hào)只有四種，閘管上的不同的觸發(fā)信號(hào)只有四種，脈沖分配器由一組簡(jiǎn)單的邏輯線路組脈沖分配器由一組簡(jiǎn)單的邏輯線路組成如圖成如圖3 32121所示。所示。3-3 3-3 同步電機(jī)矢量變換控制同步電機(jī)矢量變換控制 將電樞電流矢量分解成等效勵(lì)磁將電樞電流矢量分解成等效勵(lì)磁電流電流 和等效和等效轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 電流電流 分量分量 ?？刂拼呕娏魇褂行Т磐?/p>

37、制磁化電流使有效磁通 保持恒定，保持恒定，那么同步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就直接那么同步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就直接和電樞電流中的等效轉(zhuǎn)矩分量和電樞電流中的等效轉(zhuǎn)矩分量 成正成正比。且比。且 與與 相互垂直。相互垂直。M-TM-T坐標(biāo)系坐標(biāo)系中又都是直流量，可以象直流電機(jī)一中又都是直流量，可以象直流電機(jī)一樣靈活控制。樣靈活控制。 1Timim1Ti1Tim一、同步電機(jī)矢量變換控制的基本思想一、同步電機(jī)矢量變換控制的基本思想二、同步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制系統(tǒng)二、同步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制系統(tǒng) 圖圖3 32323為控制系統(tǒng)框圖。同步電動(dòng)機(jī)為控制系統(tǒng)框圖。同步電動(dòng)機(jī)電樞繞組由交交變頻器供電，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)電樞繞組由交交變頻器供電，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)繞組由可控整流器供電。電樞和磁場(chǎng)中均繞組由可控整流器供電。電樞和磁場(chǎng)中均設(shè)有電流調(diào)節(jié)回路，此外還設(shè)有有效磁通設(shè)有電流調(diào)節(jié)回路，此外還設(shè)有有效磁通和速度的調(diào)節(jié)回路。和速度的調(diào)節(jié)回路。1 1、指令信號(hào)運(yùn)算、指令信號(hào)運(yùn)算 整個(gè)控制系統(tǒng)的主指令信號(hào)來(lái)自速度給定信號(hào)。整個(gè)控制系統(tǒng)的主指令信號(hào)來(lái)自速度給定信號(hào)。轉(zhuǎn)矩電流給定值轉(zhuǎn)矩電流給定值 速度給定與實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較，誤差信號(hào)控制速速度給定與實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較，誤差信號(hào)控制速度調(diào)節(jié)器，輸出為保持速度給定所需的轉(zhuǎn)矩給定值。度調(diào)節(jié)器，輸出為保持速度給定所需的轉(zhuǎn)矩給定值。除以有效磁通即為電樞的等效轉(zhuǎn)矩電流給定值。除以有效磁通即為電樞的等效轉(zhuǎn)矩電流給