異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理

1、1 第7章 同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與供電電源fs嚴(yán)格同步,與負(fù)載大小無(wú)關(guān);功率因數(shù)可由勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，可以工作在感性，也可以工作在容性狀態(tài)下向電網(wǎng)輸送超前無(wú)功；由常用于不調(diào)速的場(chǎng)合變?yōu)橛糜诖笮蛙堜摍C(jī)和礦井提升機(jī)、小功率的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的伺服系統(tǒng)的變頻調(diào)速應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊！5.1同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本原理5.2永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)5.3無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)5.5氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng) 27.1同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本原理7.1.1同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 圖7-1 旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖大中型同步電機(jī)勵(lì)磁繞組，由集電環(huán)引出小容量同步電動(dòng)機(jī)永久磁鐵勵(lì)磁，磁場(chǎng)恒定p

2、ssnfnn60大型同步機(jī)轉(zhuǎn)子上的阻尼繞組恒頻時(shí)起動(dòng)、抑制重載時(shí)的振蕩變頻時(shí)抑制諧波和負(fù)序分量(5-1)37.1. 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速他控式變頻器獨(dú)立，輸出頻率由給定決定，開(kāi)環(huán)控制自控式變頻器非獨(dú)立，輸出頻率由電機(jī)軸上轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器控制，組成電源頻率自動(dòng)跟蹤轉(zhuǎn)子位置的閉環(huán)系統(tǒng)4圖7-2 多臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)的恒壓頻比他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)GF函數(shù)發(fā)生器UR 整流器UI 逆變器5 7.1.3 自控式同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 圖5-3 自控式同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)6 *根據(jù)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)矩公式 * 控制三相定子電流的頻率、幅值和相位,完全可按轉(zhuǎn)矩的要求控制好定子磁動(dòng)勢(shì)的大小和方位. 圖5-4

3、同步電動(dòng)機(jī)的空間矢量圖sinsrmeFFCT 7 1.自控式同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)前,可檢測(cè)出轉(zhuǎn)子空間位置,如圖5-4所示 d軸(轉(zhuǎn)子) 與 軸之間的夾角假設(shè)此時(shí)定子三相繞組通入電流那么定子合成磁通勢(shì)的矢量為可產(chǎn)生靜起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只要，同步電動(dòng)機(jī)就會(huì)開(kāi)始起動(dòng) )(A00cosmAIi00120cosmBIi00240cosmCIi)()(20023)(jsjmsCBAsssseFeINiiiNiNFsinrsmesFFCTLesTT(5-2)(5-3)(5-4)8若電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái),夾角 增大為 減小為 造成轉(zhuǎn)矩減小若要保持 角基本不變,則三相定子電流應(yīng)變?yōu)槎ㄗ哟磐▌?shì)為 式中, 為轉(zhuǎn)子角速度.t0t0cos

4、tIimA00120costIimB00240costIimC)(023tjmsseINF(5-5)(5-6)9 2.自控式同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理通過(guò)改變電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的 向上調(diào)速與其起動(dòng)過(guò)程原理一樣 向下調(diào)速，發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩， 圖5-5 同步電動(dòng)機(jī)磁動(dòng)勢(shì)的矢量圖10 .自控式同步電動(dòng)機(jī)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)運(yùn)行的過(guò)渡及反轉(zhuǎn)運(yùn)行從正轉(zhuǎn)，制動(dòng)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從 反轉(zhuǎn)，反向電動(dòng)，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩， （三相相序不同）圖5-6波形在t1時(shí)刻轉(zhuǎn)速下降為0，定子電流幅值不變，B、C變化，可使反向電動(dòng)轉(zhuǎn)矩與正向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩相等 圖5-6 同步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)的三相電流波形11反轉(zhuǎn)時(shí)的電流 0costIim

5、A00120costIimB00240costIimC(5-)12 7.2 永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)永磁同步電動(dòng)機(jī)用于KW級(jí)伺服系統(tǒng)(Bosch Rexroth 160KW) 大的過(guò)載能力，小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，線性轉(zhuǎn)矩電流特性； 控制系統(tǒng)有高的通頻帶和放大系數(shù)，系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能良好 稀土永磁材料，如釤鈷合金(Sm-Co) 、釹鐵硼(Nd-Fe-B)等 圖5-7 表面式永磁同步電動(dòng)機(jī)截面示意圖13 7.2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 圖5-8 永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速工作原理框圖BQ轉(zhuǎn)子磁極位置檢測(cè)器BRT測(cè)速發(fā)電機(jī)三相定子電流瞬時(shí)給定值*,CBAiii14 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制技術(shù)(轉(zhuǎn)

6、子位置) 圖5-9 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量圖由式(5-8) (5-12),可推出 電壓方程 轉(zhuǎn)矩方程 為常數(shù)，轉(zhuǎn)矩只與定子電流的幅值成正比用式(5-15) (5-18)解釋圖5-8sqsdiLursqsssqpiLirusrpesinTr(5-13)(5-14)157.2.2 正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和運(yùn)行 圖5-10 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖16變頻器的組成和控制控制定子電流的幅值,所以要將電壓型逆變器改造成電流控制的電流型逆變器.求出定子電流矢量根據(jù)空間位置求出電壓矢兩種方式 量PWM 電流跟蹤型PWM逆變器 電流跟蹤型PWM ， (HB滯環(huán)寬度)，電流下降 , 電流上升

7、特點(diǎn)：適合矢量控制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，不受負(fù)載參數(shù)的影響開(kāi)關(guān)頻率在一個(gè)周期內(nèi)變化較大，要高精度電流就要高開(kāi)關(guān)頻率 HBii*HBii*17 圖5-11 滯環(huán)電流跟蹤型PWM逆變器單相結(jié)構(gòu)示意圖及輸出電流電壓波形18 2控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理速度調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器,輸出為轉(zhuǎn)矩的給定值；制動(dòng)時(shí),速度給定減小,PI輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩,電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài),應(yīng)考慮制動(dòng)對(duì)濾波電容的充電,增加制動(dòng)單元；反向運(yùn)行，速度給定為負(fù)，定子電流相序改變19 7.3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 7.3.1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(Brushless DC Motor，BLM或BDCM)的設(shè)計(jì)思想完全來(lái)自普通的有刷直流電動(dòng)機(jī)

8、，僅是定轉(zhuǎn)子換位 圖5-12無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的原理模型20 圖5-13電動(dòng)勢(shì)電流波形及對(duì)應(yīng)關(guān)系217.3.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 圖5-14轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)定子電流及換向關(guān)系 22無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)三相定子電壓的平衡方程式由于可改寫(xiě)成式(5-20) 又由于 ，可改寫(xiě)成式(5-21) CBACBACCBCABCBBAACABACBAsssCBAeeeiiiPLLLLLLLLLiiirrruuu000000LLLLCBAMLLLLLLCBCABCBAACAB0CBAiii(5-19)23電磁轉(zhuǎn)矩各繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)式中，n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；N為總導(dǎo)體數(shù)；為主磁通從變頻器的直流端看，星形聯(lián)結(jié)的無(wú)刷直流電動(dòng)

9、機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ed由兩相繞組經(jīng)逆變器串聯(lián)組成，所以有因此，電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式可化為式中，Id是方波電流的幅值，即變頻器直流側(cè)電流；CCBBAAesieieieT轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度率跨過(guò)空隙傳到轉(zhuǎn)子的功nNnEmps60mnNnEEmpsd302dmpdsesINnIET 2602 n(5-22)(5-23)(5-24)24 7.3.3 無(wú)刷直流機(jī)調(diào)速系統(tǒng)無(wú)刷直流機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)主要區(qū)別在電流控制.圖5-15無(wú)刷直流機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理框圖25 1. 主回路 產(chǎn)生三相互差1200電角度的方波電流 2. PWM信號(hào)的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與方波電流的幅值成正比,電流的頻率和相位由轉(zhuǎn)子位置決定.電流調(diào)節(jié)器控制著

10、逆變器輸出電流的幅值，反饋信號(hào)為方波電流幅值成比例又相電流為1200通電型方波，故只需檢測(cè)三相電流中正半波值進(jìn)行疊加 圖5-16PWM信號(hào)產(chǎn)生原理26 3. PWM信號(hào)的分配和系統(tǒng)四象限運(yùn)行 信號(hào)分配位置檢測(cè)位置信號(hào)處理單元 逆變器功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通信號(hào)運(yùn)行狀態(tài)判別 例如正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)： 等 正轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)：四象限運(yùn)行改變電樞電流的方向，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向可再生制動(dòng)改變轉(zhuǎn)矩的方向要改變逆變器功率管的導(dǎo)通次序，進(jìn)而改變電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn) CATBAT21,PCPBPA, a b27 圖5-17正轉(zhuǎn)電動(dòng)時(shí)系統(tǒng)有關(guān)的波形28 7.5氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制 調(diào)速系統(tǒng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng)，采用

11、轉(zhuǎn)子磁鏈定向，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，調(diào)速性能好。原理上講可應(yīng)用于普通同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，但存在缺點(diǎn)：隨負(fù)載增加，定子電流增大，電樞反應(yīng)的影響，造成同步機(jī)定子電壓大幅度升高。同時(shí)功率因數(shù)變低。因此，高性能的，大中容量的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)多采用氣隙磁場(chǎng)定向的矢量控制方法 29 7.5.1 同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)定向控制的原理 同步電動(dòng)機(jī)的矢量圖如圖5-46所示 圖5-46 同步電動(dòng)機(jī)矢量圖30推導(dǎo)出同步電動(dòng)機(jī)按氣隙磁鏈定向的數(shù)學(xué)模型，十分必要定子電流矢量方程： 轉(zhuǎn)子電流矢量方程：sTsMsjiiicosssMiisinssTii(5-55)rTrMrjiiiLrrMiicosLrrTiisin(5-56)3

12、1磁化電流矢量方程磁鏈?zhǔn)噶糠匠屉姶呸D(zhuǎn)矩方程由式(5-60)知：氣隙磁鏈恒定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電流的力矩分量 成簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，于是控制定子電流的力矩分量就可以方便靈活地控制其電磁轉(zhuǎn)矩rsiiirMsMiii(5-57)iLiiLmdrsmdm(5-58)sTmpesinT(5-60)mmsTi32氣隙磁鏈 恒定條件下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電流的力矩分量成簡(jiǎn)單的正比關(guān)系如何使氣隙磁鏈恒定呢？ 由(5-58)知，只要協(xié)調(diào)控制同步電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的磁化分量和定子電流的磁化分量，就能保持氣隙合成磁鏈恒定氣隙磁鏈定向控制條件下，對(duì)同步機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的分析，它是建立在已知?dú)庀洞沛準(zhǔn)噶靠臻g位置的基礎(chǔ)上，因此，準(zhǔn)確辨識(shí)（檢

13、測(cè)）氣隙磁鏈的大小和空間位置是矢量控制的另一個(gè)關(guān)健問(wèn)題辨識(shí)氣隙磁鏈的方法有iLiiLmdrsmdmm(5-58)電流模型法電壓模型法33 電流模型法電流模型法是利用定子電流兩分量的給定值和磁化電流的期望值計(jì)算出期望的負(fù)載角，與轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置角相加，便可得到期望的氣隙磁鏈位置角得到氣隙磁鏈空間位置由矢量圖5-46可以得到： isTsMiitan*sMrMiii*sTrTii*cosrsMrrMLiiiii*sinrsTrrTLiiii*Ls(5-61)(5-62)(5-63)(5-65)(5-66)34 圖5-47 使用電流模型的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)原理框圖圖中， 的大小由期望

14、的功率因數(shù) 和定子電流力矩分量決定 由速度調(diào)節(jié)器輸出力矩信號(hào)除以氣隙磁鏈的模型量得到 兩個(gè)量經(jīng)坐標(biāo)變換后，得到三相電流的給定值 *sTi*esTm*sMiecos*sTi35電壓模型法電壓模型法: : 圖5-48 使用電壓模型的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)原理框圖367.5.2三相交交變頻器的電流控制 交交變頻器又稱(chēng)直接變頻器或循環(huán)變流器，它是將電網(wǎng)的工頻交流電直接變成電壓和頻率可調(diào)的交流電輸出 交交變頻器的最大輸出頻率一般為電網(wǎng)工頻的1/31/2,16.6 25HZ.三相交交變頻器主要用于低速大容量傳動(dòng)的場(chǎng)合37 1.單相交交變頻器的運(yùn)行原理單相交交變頻器如圖5-49所示，實(shí)際上是一套三相橋式無(wú)環(huán)

15、流反并聯(lián)的可逆整流裝置(兩組三相橋式整流電路反并聯(lián)聯(lián)接)?？奢敵鲋绷骰蚪涣?，交流電輸出要分別由正反兩組整流橋輸出交流電流的正，負(fù)半周。對(duì)稱(chēng)控制兩組反并聯(lián)橋式整流器相位,使兩組整流器在電流過(guò)零時(shí)切換，實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)流。晶閘管的關(guān)斷是通過(guò)電源交流電壓的自然換向?qū)崿F(xiàn) 圖5-49單相交交變頻器原理圖 1.單相交交變頻器的運(yùn)行原理單相交交變頻器如圖5-49所示，實(shí)際上是一套三相橋式無(wú)環(huán)流反并聯(lián)的可逆整流裝置(兩組三相橋式整流電路反并聯(lián)聯(lián)接)?？奢敵鲋绷骰蚪涣?，交流電輸出要分別由正反兩組整流橋輸出交流電流的正，負(fù)半周。對(duì)稱(chēng)控制兩組反并聯(lián)橋式整流器相位,使兩組整流器在電流過(guò)零時(shí)切換，實(shí)現(xiàn)無(wú)環(huán)流。晶閘管的關(guān)斷是通過(guò)

16、電源交流電壓的自然換向?qū)崿F(xiàn) 圖5-49單相交交變頻器原理圖38 圖5-50單相交交變頻器輸出的電壓和電流波形一個(gè)周期的波形可分成六段來(lái)分析(感性負(fù)載)：，反向組處于逆變狀態(tài)電流過(guò)零點(diǎn)，無(wú)環(huán)流死時(shí)，正反組均處于封鎖狀，正向組處于整流狀態(tài) ，正向組處于逆變狀態(tài)電流過(guò)零點(diǎn)，無(wú)環(huán)流死時(shí)，正反組均處于封鎖狀 ，反向組處于整流狀態(tài) 圖5-50單相交交變頻器輸出的電壓和電流波形一個(gè)周期的波形可分成六段來(lái)分析(感性負(fù)載)：，反向組處于逆變狀態(tài)電流過(guò)零點(diǎn)，無(wú)環(huán)流死時(shí)，正反組均處于封鎖狀，正向組處于整流狀態(tài) ，正向組處于逆變狀態(tài)電流過(guò)零點(diǎn)，無(wú)環(huán)流死時(shí)，正反組均處于封鎖狀 ，反向組處于整流狀態(tài) 0, 000iu0,

17、 000iu0, 000iu0, 000iu39 2.三相交交變頻器的組成三相交交變頻器由三套輸出電壓彼此相差1200時(shí)間電角度的單相交交變頻器輸出Y型連接而成，如圖5-51所示 圖5-51三相交交變頻器的接線原理圖缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 2.三相交交變頻器的組成三相交交變頻器由三套輸出電壓彼此相差1200時(shí)間電角度的單相交交變頻器輸出Y型連接而成，如圖5-51所示 圖5-51三相交交變頻器的接線原理圖缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：40 3.三相交交變頻器的電流跟蹤控制 用電流控制方法把電壓源變頻器改造成具有電流源特性的變頻器,實(shí)現(xiàn)輸出電流跟蹤給定電流,達(dá)到快速準(zhǔn)確控制電磁轉(zhuǎn)矩的目的. 圖5-52 三相交交變頻器的電流調(diào)

18、節(jié)系統(tǒng)電壓前饋補(bǔ)償( ):其一,調(diào)節(jié)輸出電壓,使輸出電流較好地跟蹤給定電流;其二,無(wú)環(huán)流切換中實(shí)現(xiàn)有準(zhǔn)備切換. 3.三相交交變頻器的電流跟蹤控制 用電流控制方法把電壓源變頻器改造成具有電流源特性的變頻器,實(shí)現(xiàn)輸出電流跟蹤給定電流,達(dá)到快速準(zhǔn)確控制電磁轉(zhuǎn)矩的目的. 圖5-52 三相交交變頻器的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓前饋補(bǔ)償( ):其一,調(diào)節(jié)輸出電壓,使輸出電流較好地跟蹤給定電流;其二,無(wú)環(huán)流切換中實(shí)現(xiàn)有準(zhǔn)備切換.*,CBAuuu41 7.5.3 同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的電流電壓模型解決了同步電動(dòng)機(jī)的電流控制后，基本完成了電磁轉(zhuǎn)矩的控制任務(wù)矢量控制系統(tǒng)中另一個(gè)關(guān)健的問(wèn)題是如何找到氣隙磁鏈?zhǔn)噶康拇笮『头?/p>

19、向，確定基本的定向坐標(biāo)系同步電動(dòng)機(jī)的電流模型或電壓模型正是完成此任務(wù) 42 同步電動(dòng)機(jī)的電流模型 由式(5-70) (5-79)可得： 式中，為d軸和q軸主電感，為阻尼繞組d軸開(kāi)路時(shí)間常數(shù), , 為阻尼繞組q軸開(kāi)路時(shí)間常數(shù), , 氣隙磁化電流給定值d軸分量， 氣隙磁化電流給定值q軸分量 經(jīng)矢量分析器后，就可獲得氣隙磁鏈?zhǔn)噶康哪Ｖ?和在 d-q軸上的相位，即M軸與d軸之間的夾角 (氣隙磁鏈?zhǔn)噶康拇笮『头较?(5-81)*1dDdmdMidipTL*1qDqmqMiqipTLmqmdLL,DdTDDdDdrLTDqTDDqDqrLT*di*qiMiL432. 同步電動(dòng)機(jī)的電壓模型電壓模型的任務(wù)：根

20、據(jù)定子電流電壓實(shí)際測(cè)量值經(jīng)3/2變換后得到的，計(jì)算出氣隙磁鏈的模值和其位置角(定子軸到M軸間夾角)由式(5-87) (5-89) 得： 電機(jī)低速時(shí)，定子電阻壓降增大，電壓模型測(cè)量誤差變大實(shí)際系統(tǒng)中，綜合上述兩種模型優(yōu)點(diǎn)，配合使用電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)( ),電壓模型誤差大，采用電流模型電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)( ), 采用電壓模型 ssssuuii,Ms22mmmmmscosmmssin(5-90)Nnn%10Nnn%10445.5.4 同步電動(dòng)機(jī)的磁鏈控制同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的磁鏈控制分成兩部分：一部分是氣隙磁鏈的開(kāi)環(huán)控制；一部分是磁鏈和定子電壓的閉環(huán)控制勵(lì)磁閉環(huán)調(diào)節(jié)由兩部分組成，一部分產(chǎn)生磁鏈開(kāi)環(huán)控制的給

21、定值 (電流模型的給定值)；另一部分是磁通和電壓的閉環(huán)控制 7.5.4 同步電動(dòng)機(jī)的磁鏈控制同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的磁鏈控制分成兩部分：一部分是氣隙磁鏈的開(kāi)環(huán)控制；一部分是磁鏈和定子電壓的閉環(huán)控制勵(lì)磁閉環(huán)調(diào)節(jié)由兩部分組成，一部分產(chǎn)生磁鏈開(kāi)環(huán)控制的給定值 (電流模型的給定值)；另一部分是磁通和電壓的閉環(huán)控制 nm*45磁鏈給定值 ：式中，為額定磁鏈給定值；為電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)值，額定轉(zhuǎn)速以下，額定轉(zhuǎn)速以上，；弱磁開(kāi)始點(diǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)速 圖5-56 電流模型磁鏈給定電路磁鏈給定值 ：式中，為額定磁鏈給定值；為電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)值，額定轉(zhuǎn)速以下，額定轉(zhuǎn)速以上，；弱磁開(kāi)始點(diǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)速 圖5-56 電流模型磁鏈給定電路

22、gmNmnnn,max*(5-91)(*nm*mNn1n1ngn1Ngnn1Ngnnn *mNmn1Ngnnn nnmNm*46 磁鏈和定子電壓閉環(huán)控制圖5-57 磁鏈和定子電壓閉環(huán)控制原理圖，額定磁鏈給定值，反饋磁鏈實(shí)際值當(dāng)時(shí)放大器A3輸出為，實(shí)現(xiàn)磁鏈閉環(huán)(基頻以下)當(dāng)時(shí)放大器A3輸出為，實(shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)控制(基頻以上) mmN*mNmssNsuuu*nusnusnus47 7.5.5 同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)控制同步電動(dòng)機(jī)的矢量圖如圖5-58所示 圖5-58同步電動(dòng)機(jī)矢量圖 內(nèi)功率因數(shù)角，定子電流矢量與電動(dòng)勢(shì)矢量間夾角外功率因數(shù)角，定子電流矢量和定子電壓矢量間夾角功率因數(shù)指外功率因數(shù)角的余弦量，即

23、isiseesisuecos48由圖5-58得：當(dāng)及較小時(shí)，有由上兩式可得式(5-97)兩邊乘以，代入式(5-94) 式(5-98)即為基速以下以及功率因數(shù) 給定情況下，應(yīng)有的控制規(guī)律由圖5-58得：當(dāng)及較小時(shí)，有由上兩式可得式(5-97)兩邊乘以，代入式(5-94) 式(5-98)即為基速以下以及功率因數(shù) 給定情況下，應(yīng)有的控制規(guī)律isTsMiitanieieieietantantantan1tantantansTmssTssieiLieLtansTmseiiL tantanTtanssTmsesMiiLisTiesMi(5-94)(5-95)(5-96)(5-97)(5-98)ie,sr49 7.5.6 采用增量式光電碼盤(pán)檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方法 1.增量式光電碼盤(pán)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器原理圖5-61 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器原理框圖 圖5-62 檢測(cè)器脈沖邏輯示意圖 50 光電碼盤(pán)(光電碼盤(pán)工作原理前已講過(guò)，在此不再詳細(xì)敘述)AB兩組脈沖信號(hào)頻率相同，頻率的快慢與電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)并且用兩脈沖前沿到達(dá)時(shí)刻不同，判斷電機(jī)正反轉(zhuǎn)方向.C為同步脈沖信號(hào)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由來(lái)自”投入控制”的定位信號(hào)OR控制OR為高電平，系統(tǒng)