交流电机变频调速原理

SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

文章编号:1009 3664(2008)02 0013 02研制开发

基于SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

吴志友,王 英,刘思华

(大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028)

摘要:文章在分析电压空间矢量调制原理的基础上,给出了一种基于TMS320F240的数字化实现算法,并设计了以TMS320F240为控制核心的变频调速系统的硬件和软件。试验结果表明本系统与SPWM三相逆变器相比具有更高的控制精度和更好的谐波抑制能力,能很好地降低逆变器的电流谐波成分和转矩脉动。

关键词:TMS320LF240;SVPWM;变频调速中图分类号:TM921.51

文献标识码:A

ResearchVariableFrequencyAdjustableSpeedSystemofACMotorBasedonSVPWM

WUZhi you,WANGYing,LIUSi hua

(CollegeofElectricalInformation,DalianjiaotongUniversity,Dalian116028,China)

Abstract:Byanalyzingthebasicprincipleofvoltag

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

《现代电机控制技术》复习题

1. 试以“磁场”和“Bli”的观点，阐述电磁转矩生成的原因和实质。 答：P10

2. 任意波形的定子电流通入相绕组后能否产生基波磁动势？为什么？ 答：P22

3.试论述三相感应电动机各磁链矢量?s?、?g、?s、?r?、和?r的物理含义，指出它们之间的联系和区别，并写出相应的磁链方程。 答：P31

4.为什么可以采用空间矢量理论来分析电动机的动态控制问题？矢量控制的含义是什么？ 答：P41

5.为什么在转子磁场作用下，转子笼型绕组会具有换向器绕组的特性？ 答：P50

6.什么是磁场定向？为什么在基于转子磁场的矢量控制中，一定要先将MT轴系沿转子磁场方向进行磁场定向？ 答：P52，P61

7.试论述电动机参数变化对直接和间接磁场定向的影响。 答：P69,P70,P71，P73

8.基于气隙磁场定向和基于定子磁场定向的矢量控制与基于转子磁场定向的矢量控制比较，有什么本质的不同？ 答：P95

9.PMSM的磁场定向指的是什么？为什么PMSM的转子磁场定向相对三相感

应电动机的转子磁场定向要容易得多？ 答：P116

10.对于面装式PMSM，是怎样将其变换为一台等效的直流电动机的？ 答：P114

安徽电子信息职业技术学院

毕业设计（论文）报告

题 目：基于MATLAB环境下逆变器

-交流电机变频调速系统的仿真

姓 名： 专 业： 电 气 自 动 化 班 级： 自 控 0 6 2 指导教师： 路 月 潭

设计完成日期 2009年 3月 20日

- 1 -

基于MATLAB环境下逆变器-交流电机变频调速系统的仿真

摘 要

本文以交流电动机变频调速系统为研究对象，以MATLAB为仿真工具，

介绍了Simulink仿真模块，分析了变频器的工作原理，并在此基础上进行了多种逆变电路的仿真设计。

文章首先对MATLAB/Simulink模块中电力电子仿真所需要的电力系统模块集做了简要的说明，介绍了变频器中实现变频的主要环节——逆变器的工作原理，并且分析了目前几种最常见的逆变器（单向全桥逆变器、三相桥式逆变器和SPWM控制的单相逆变器）的工作原理，在此基础上运用MATLAB软件分别对这几种电路的仿真进行了设计；并进一步设计出了

第四章 交流电机绕组的基本理论

4．1 交流绕组与直流绕组的根本区别是什么？ 交流绕组：一个线圈组彼此串联

直流绕组：一个元件的两端分别与两个换向片相联

4．2 何谓相带？在三相电机中为什么常用60°相带绕组而不用120°相带绕组？

相带：每个极下属于一相的槽所分的区域叫相带，在三相电机中常用60相带而不用120相带是因为：60相带所分成的电动势大于120相带所分成的相电势。 4．3 双层绕组和单层绕组的最大并联支路数与极对数有什么关系？ 双层绕组：amax?2P 单层绕组：amax?P

4．4 试比较单层绕组和双层绕组的优缺点及它们的应用范围？

单层绕组：简单，下线方便，同心式端部交叉少，但不能做成短匝，串联匝数N小（同

样槽数），适用于?10kW异步机。

双层绕组：可以通过短距节省端部用铜（叠绕组）或减少线圈但之间的连线（波绕），更重要的是可同时采用分布和短距来改善电动势和磁动势的波形，因此现代交流电机大多采用双层绕组。

4．5 为什么采用短距和分布绕组能削弱谐波电动势？为了消除5次或7次谐波电动势，节距应选择多大？若要同时削弱5次和7次谐波电动势，节距应选择多大？

绕组短距

目 录

第1章 交流电机PLC控制工艺流程分析 .............................................................. 1

1.1交流电机PLC控制过程描述 ......................................................................... 1 1.2交流电机PLC控制过程工艺分析 ................................................................ 1 第2章 交流电机PLC控制系统总体方案设计 ...................................................... 5

2.1系统硬件组成................................................................................................... 5 2.2控制方法分析.......................................................

一、填空题

1. 三相异步电动机最大电磁转矩与转子回路电阻成（ ）关系，临界转差率与转子回路电阻成（ ）

关系。

2. 当1>s>0范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；s在（ ）范围

内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质转矩。

3. 一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为（ ）r/min。 4. 当s在（ ）范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为（ ）；在（ ）

围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为（ ） 5. 异步电动机的机械特性是指（ ）与（ ）关系

6. 采用Y-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。 7. 采用△-YY连接方式的变极调速的异步电动机属于（ ）调速方式，它适用于（ ）负载。

8. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用（ ）调速方式，而拖动恒功率负载时应采用（ ）调速方式。 9. 变频调速的异步电动机，在基频以

实验14 交流电桥的原理和设计

交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。

常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【目的与要求】

1．掌握交流电桥的平衡条件和测量原理。 2．设计实际测量用的交流电桥。 3．验证交流电桥的平衡条件。 【交流电桥的原理】

图14-1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示

南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院

电子工程与光电技术系

毕业设计(论文)开题报告

学 生 姓 名： 专 业： 设计(论文)题目：

指 导 教 师:

郑宏文 学 号： 080405266

电气工程及其自动化 交流电动机调速系统设计

李强

2011年 12月 31日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—2005《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告