永磁電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、XXX 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）永磁電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 盡我所知，除文中特別加 以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研 究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電 子

2、版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分 或全部?jī)?nèi)容作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外， 本論文 不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 對(duì)本文的研 究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完 全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)

3、位論文的規(guī)定， 同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。導(dǎo)師簽名:日期： 年 月作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度優(yōu)良中及格不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力優(yōu)良中及格不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良

4、 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良中及格不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？?jī)?yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格建議成績(jī)：優(yōu)良中及格口不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“ V）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年 月日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)

5、構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？?jī)?yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格建議成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“ V”）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況優(yōu)

6、良中及格不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)優(yōu)良中及格不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？?jī)?yōu)良中及格不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？?jī)?yōu)良中及格不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？?jī)?yōu)良中及格不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格不及格不及格（簽名）日評(píng)定成績(jī)：優(yōu) 良 中 及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“ V）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）：年 月教學(xué)系意見:系主任：（簽名）年 月 日21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷涌

7、現(xiàn)的高新技術(shù)，可利用的資源也 越來越少。面對(duì)如此惡劣的環(huán)境，人們對(duì)于節(jié)電和環(huán)保的意識(shí)也越來越強(qiáng)，在這 樣的環(huán)境下傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)就受到了挑戰(zhàn)，同時(shí)這也是給新型的永磁電機(jī)提供 了廣闊的發(fā)展機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器、新型電力電子器件以及現(xiàn)代控 制理論的發(fā)展得到了強(qiáng)有力的發(fā)展。比較傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，永磁同步電機(jī)具有效 率高且功率因數(shù)高，體積小，重量輕，材料使用率高等，具有無與倫比的優(yōu)勢(shì)。 因此，近年來，隨著永磁材料的價(jià)格上漲，和電力電子技術(shù)的發(fā)展，永磁電機(jī)的 發(fā)展受到了各方面的關(guān)注。由于永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，媒質(zhì)交界面曲直交錯(cuò)等原因，使得永磁 同步電機(jī)的設(shè)計(jì)的難度大大的增加，計(jì)算精度比較差

8、；此外，永磁同步電機(jī)在某 些特殊的電磁過程及一些特殊問題，如對(duì)磁問題的永磁磁極結(jié)構(gòu)形狀和尺寸優(yōu)化 設(shè)計(jì)、永磁體局部失磁問題這些都是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。關(guān)鍵詞：永磁電機(jī)，現(xiàn)代調(diào)速控制，電力電子技術(shù)ABSTRACTIn the 21 century ,science and technology develop fast .High technology emerge endlessly and the resource day by day ,thus people become more aware of economizing electricity ,and protecting our envi

9、ronment ,which make the tradition electrical excitation confront great challenge ,as well as supplied with good chance . The development of the new power electronic devices ,digital signal processors and modern control theory ,the modern speed control technology has been developed .Compared to the t

10、raditional electrical excitation generator ,the permanent magnet synchronize generator has the advantage of high efficiency ,high factor ,small size ,less material ,less weight ,that can not be replaced .thus ,recently ,as the permanent magnet material become more economy ,as well as the power elect

11、ron technology develop ,the development of the PMSM is being concerned by all sides.For the complex fabric and interleaved medium boundary,the PMSM design become rather complex,hard for account,besides,somespecial problems as magnetic pole fabric dimension optimize,part of magnetic pole lose magneti

12、sm are difficulty for design.Keywords ：PMSM , the modern speed control technology , the power electrontechnology目錄摘 要 2ABSTRACT 4第一章 緒 論 711 永磁同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況 711.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用 812 課題研究的目的和意義 912.1 永磁同步電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況 912.2 永磁同步電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn) 11第二章電梯的概述及主要電氣設(shè)備 122.1 電梯的概述 122.2 電梯的的控制部分主要電氣設(shè)備 132.2.1 曳引電動(dòng)機(jī) 132.

13、2.2 自動(dòng)門機(jī) 132.2.3 層樓指示 132.2.4 呼梯盒 132.3.5 操縱箱 132.3.6 平層及開門裝置 142.3.7 停車裝置 142.3.8 開關(guān)裝置 14第三章永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析 1531 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 153 2 永磁同步電機(jī)的運(yùn)行原理 163.2.1 功率因數(shù) cos =1運(yùn)行173.2.2 最大轉(zhuǎn)矩電流運(yùn)行 183.2.3 id=0 運(yùn)行 20第四章 永磁同步電機(jī)調(diào)速原理 224.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 2242 正弦波脈寬調(diào)制 (SPWM) 技術(shù) 2343 電壓空間矢量脈寬調(diào)制 (SVPWM) 技術(shù) 28第五章其它硬件的選擇 325.1 轎

14、廂位置檢測(cè)裝置選擇 325.2 牽引電機(jī)的選擇 335.3 開關(guān)門電機(jī)的選擇 355.4 繼電器的選擇 365.5 熔斷器的選擇 37第六章總結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40致謝 41第一章 緒 論1 1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況永磁材料的發(fā)展是與永磁電機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)的，世界上第一臺(tái)電機(jī)，就是 19世紀(jì)20年代由永磁體產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)的永磁電機(jī)，但是當(dāng)時(shí)主要采用的是永磁材 料的天然磁鐵礦石，磁能密度較低，電機(jī)正常運(yùn)行的需要不能惡搞得到滿足，所 以沒過多久永磁電機(jī)就被電勵(lì)磁電機(jī)取代了 1 。直流電機(jī)存在電刷和機(jī)械換向器帶來的各種限制全部都被交流電機(jī)克服了， 因此交流電機(jī)在工廠自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用 2 。

15、由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用 的是永磁材料，它控制起來要比異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單的多，因此優(yōu)良的，高性能的控 制更加容易實(shí)現(xiàn)，特別是永磁電動(dòng)機(jī)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行起來可靠安全，同時(shí) 它體積小，質(zhì)量輕，損耗小，效率高，而且在電機(jī)形狀和尺寸的設(shè)計(jì)上可以靈活 多樣的優(yōu)點(diǎn)，引起了電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和電機(jī)設(shè)計(jì)人員的重點(diǎn)關(guān)注和重視。因而永磁 同步電機(jī)得到了極其廣泛的應(yīng)用，幾乎設(shè)計(jì)到了航天航空。國(guó)家防御。工業(yè)和農(nóng) 業(yè)的生產(chǎn)，甚至包括了生活很中的各個(gè)方面 3 。目前相對(duì)于日本與歐洲的電梯市場(chǎng)，中國(guó)電梯市場(chǎng)中永磁同步電梯的使用比 例仍不算高，這幾年雖然有部分的市場(chǎng)推廣，但是因?yàn)閮r(jià)格和對(duì)永磁同步曳引機(jī) 產(chǎn)品的信賴性尚有疑慮，客戶

16、大多采用觀望態(tài)度，但隨著國(guó)際大廠紛紛導(dǎo)入及產(chǎn) 品日趨成熟穩(wěn)定，加上節(jié)能意識(shí)高漲，近來采用永磁同步曳引機(jī)的電梯產(chǎn)品已有 了相當(dāng)?shù)慕邮芏?，甚至有客戶愿意以比較高的價(jià)格購(gòu)買節(jié)能的永磁電梯產(chǎn)品，這 種情況說明：經(jīng)過這幾年推廣和發(fā)展，客戶不但已經(jīng)認(rèn)同了永磁產(chǎn)品，而且也認(rèn) 同了節(jié)能環(huán)保觀念。關(guān)于永磁電梯的發(fā)展方向，經(jīng)過這些年的積極發(fā)展，目前除了在技術(shù)上朝大 容量與高速比的方向邁進(jìn)外，在設(shè)計(jì)思維上仍有所差異，但提供更高的性價(jià)比應(yīng) 該不會(huì)改變，而追求曳引輪小型化，降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，更有效地降低電動(dòng)機(jī)尺寸 與成本，提高節(jié)能環(huán)保層次，可能會(huì)成為未來電梯的追求方向。同時(shí)我國(guó)的稀土占有量為全球的 85%，擁有全球絕大部

17、分的稀土資源，因此在 開發(fā)高磁場(chǎng)永磁材料電機(jī)的材料方面占有非常優(yōu)厚的條件。目前在我國(guó)有一大批 的科學(xué)研究單位和高等院校在參與到高磁場(chǎng)永磁材料的開發(fā)與應(yīng)用研究中來，取 得的成果也是極其豐碩的 6 。1 1.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用在技術(shù)不斷進(jìn)步的今天永磁同步電機(jī)的輸出功率已經(jīng)能夠從幾毫瓦到好幾千 千瓦，包含了整個(gè)微、小型已經(jīng)中型電機(jī)的功率范圍，而且正在往大功率領(lǐng)域內(nèi) 延伸。在永磁同步電機(jī)里，轉(zhuǎn)子的直流勵(lì)磁繞組被可以勵(lì)磁的永磁鐵所取代，從 而消除了勵(lì)磁銅耗，轉(zhuǎn)子慣性也相應(yīng)的降低了，其結(jié)構(gòu)也更加的堅(jiān)固。與此同時(shí)， 永磁同步電機(jī)相比較于傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，它不再需要集電環(huán)和電刷裝置，從而使結(jié) 構(gòu)更加的

18、簡(jiǎn)單，而且有效的減少了故障的發(fā)生；不僅如此，此采用稀土永磁體還 可以增大氣隙磁密，使電機(jī)轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到最佳值，提高了功率質(zhì)量比。這些原因 使永磁電動(dòng)機(jī)具備了一般電機(jī)所沒有的顯著特點(diǎn)：即輕型化、尺寸小、性能高和 效節(jié)能高。永磁同步電機(jī)主要具備的性能特點(diǎn)： 相對(duì)于普通感應(yīng)電機(jī)，重量減少25%-60 %,體積減小30%70%;(2) 調(diào)速比范圍寬，精度控制高，噪聲小、運(yùn)行平穩(wěn)、過載能力強(qiáng)；(3) 中小型永磁同步電動(dòng)機(jī)的效率能夠提高 5%，節(jié)電率達(dá)到 10%，其中一些專用 的永磁同步電機(jī)節(jié)能達(dá)到 15%20%。正是基于永磁同步電機(jī)具備這樣的優(yōu)點(diǎn)，不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的許多領(lǐng)域用的 特殊電機(jī)、高性能電機(jī)都是利

19、用永磁同步電機(jī)方案進(jìn)行的，例如美國(guó) Calnetix 公 司已研發(fā)出了 2MV高速永磁電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速已能夠達(dá)到19000-22500 r /min,開發(fā) 的永磁無刷直流電機(jī)線速度能夠達(dá)到200m/s，轉(zhuǎn)速甚至高達(dá)452000 r /min。目 前資源的短缺促使人們節(jié)能意識(shí)的高漲，推廣應(yīng)用新型的永磁同步電機(jī)可以促進(jìn) 節(jié)能工作的發(fā)展，促進(jìn)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的電梯曳引技術(shù)有齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在，由于有齒輪間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使得 整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行效率低而且維護(hù)復(fù)雜、 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)材料消耗較大、 、噪聲大等缺點(diǎn)。 因此和有齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電梯曳引技術(shù)相比較，在節(jié)能、環(huán)保方面采用永磁同步 電機(jī)無齒輪驅(qū)動(dòng)電梯系統(tǒng)有著突

20、出的優(yōu)點(diǎn)。由于永磁同步電機(jī)性能強(qiáng)、效率高和輕量化等特點(diǎn)，因此受到了船舶綜合電 力推進(jìn)系統(tǒng)供應(yīng)商的喜愛，比如以永磁同步電機(jī)的 SPP推進(jìn)系統(tǒng)就是船舶電力推進(jìn) 系統(tǒng)的三大供應(yīng)商中的一個(gè)的西門子就開發(fā)出了的。 SPP系統(tǒng)的效率得到明顯提高 正是由于使用了效率較高的永磁同步電機(jī)。各種電動(dòng)機(jī)車也開始關(guān)注到了永磁同步電機(jī)，永磁同步電動(dòng)機(jī)正是其發(fā)展方 向之一。日本的電動(dòng)車的研究始于 1965年，并于 1967年成立了日本電動(dòng)車協(xié)會(huì)。 豐田公司在1996年研制的RAV就采用了永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在電動(dòng)車的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇上，不同的國(guó)家都有各自的標(biāo)準(zhǔn)與側(cè)重，英國(guó)等國(guó)家就側(cè)重于永 磁無刷直流電機(jī) 10 。綜

21、上，永磁同步電機(jī)得到了非常廣泛的應(yīng)用，遍及國(guó)防、航空航天、工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。永磁同步電機(jī)已成為電機(jī)工業(yè)技術(shù)的主要發(fā)展方向 之一，在未來也必將發(fā)揮更為重要的作用。1 2 課題研究的目的和意義每年我過的電動(dòng)機(jī)的耗電量占了全國(guó)總耗電量的 60%，而這其中三相異步電動(dòng) 機(jī)又是耗電量最大的耗電大戶，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迅速，人民群眾對(duì)于生活的水平 也日漸提高，各種用電設(shè)備的使用，使得對(duì)電能的需求也越來越高，因此每一個(gè) 電機(jī)設(shè)計(jì)者都應(yīng)該義不容辭參與到高性能電機(jī)的開發(fā)中來。20世紀(jì) 70年代初期出現(xiàn)一種新型永磁電機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)。由于永磁體 具有高矯頑力和高磁能積，使得永磁同步電動(dòng)機(jī)具有效率高、體

22、積小、重量輕、 特性好等諸多列優(yōu)點(diǎn)，成為了新型電機(jī)的重要的發(fā)展方向之一 5 。永磁體釹鐵硼 (NdFeB)的出現(xiàn)，其低廉的價(jià)格和優(yōu)越的磁性能，展示出了永磁同步電機(jī)廣闊的民 用開發(fā)前景。在民用中，國(guó)外已經(jīng)有一些開始使用永磁同步電機(jī)代替原來的異步交流電機(jī) 的領(lǐng)域，如很多電梯驅(qū)動(dòng)用電電梯就已經(jīng)使用永磁同步電機(jī)代替了原來的異步電 機(jī)。沒有去龐大的齒輪箱而是將轎廂直接用曳引輪拖動(dòng)，明顯的使系統(tǒng)的噪聲和 震動(dòng)減小了 6。特別值得一提的是取消了齒輪箱，就沒有了復(fù)雜的潤(rùn)滑系統(tǒng)，徹底 的將漏油造成的環(huán)境污染解決了，真正的達(dá)到了環(huán)保要求，可減小電梯空間，省 去機(jī)房，降低電梯成本。永磁同步電機(jī)研制成功，不但加快了電

23、梯行業(yè)的前進(jìn)步 伐，還使電動(dòng)機(jī)發(fā)展水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。12.1 永磁同步電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況由于直流電機(jī)具有效率高、性能好、速度快等許多優(yōu)點(diǎn)，所以從其誕生之日起，就一直受到人們的關(guān)注，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)和生活。然而，隨著不斷發(fā)展的 生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)設(shè)備的要求也越來越高，直流拖動(dòng)許多的弊端逐漸顯露出來。直流 電機(jī)由于換向器的問題，使維護(hù)的工作量增加，單機(jī)容量、最大速度和使用的環(huán) 境也受到了局限，因此人們開始研究運(yùn)行穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本 也比較低的異步電機(jī)。但是，電力電子器件的發(fā)展還比較落后，很多性能不能滿 足交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的要求，因此，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展是緩慢的。在相當(dāng)長(zhǎng)的 時(shí)期內(nèi)

24、，直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的性能，其技術(shù)一直領(lǐng)先于交流調(diào)速，70年代后期以來，隨著電力電子技術(shù)和控制理論的迅速發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能也得到了 飛速的發(fā)展，性能可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，競(jìng)爭(zhēng)。目前，交流調(diào)速已經(jīng)慢慢地 取代直流調(diào)速。從十九年代起， 人們開始研究同步電機(jī)的速度控制問題。 1964德國(guó)學(xué)者率先把 通信系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù)應(yīng)用推廣到了變頻調(diào)速里面，并首先提出了用于交流傳動(dòng) 系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制也就是PW技術(shù)。從根源上解決了方波逆變器中一直存在的問 題。已經(jīng)過去了四十多年，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效 益，并且在最基礎(chǔ)的調(diào)制原理上提出了規(guī)則采樣、自然采樣、低次諧波消去等優(yōu) 化調(diào)制方法

25、。1969年，英國(guó)廣播公司成功研制了世界上第一臺(tái) 6400kW的交-交變頻同步電機(jī) 傳動(dòng)裝置。在 1971年德國(guó)的西門子的 F.Blaschke 提出了矢量控制原理后，它就廣 泛的受到了人們的關(guān)注，并在理論 8 。應(yīng)用等各個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究和討論。 世界上第一臺(tái)4220kw交-交變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)式1981年由西門子公司研制的， 并且最早用于礦井的提升機(jī)傳動(dòng)。交流調(diào)速有很多的算法，但是最主流的為以下 幾種：正弦脈寬調(diào)制技術(shù)SPWMSPW法是為克服直流脈寬調(diào)制（PWM的缺點(diǎn)（其輸出電壓中含較大的諧波分量） 而發(fā)展起來的。它從電動(dòng)機(jī)的供電電源的角度出發(fā)，著眼于如何產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)頻、 調(diào)壓的三相

26、正弦波電源。SPW在通用變頻器中日趨成熟，并且在高壓變頻器領(lǐng)域 里面也占主導(dǎo)的地位?？臻g矢量脈寬調(diào)制技術(shù)SVPWM 矢量控制是設(shè)法在普通的三相交流電機(jī)上模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制的規(guī)律， 我們?cè)诖艌?chǎng)的坐標(biāo)上，通過矢量變換將三相交流電機(jī)的定子的電流分解，把他們 分解為轉(zhuǎn)矩電流分量和勵(lì)磁電流分量，然后對(duì)兩個(gè)分量相互垂直，彼此之間相互 獨(dú)立，然后在分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。SVPWM有噪聲低、電流諧波少、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)， 而且相對(duì)于常規(guī)的SPWM流電壓利用率能夠提高大約15%1 2.2 永磁同步電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)磁勢(shì)的計(jì)算、比較好的計(jì)算機(jī)仿真模型的建立、自動(dòng)化仿真問題中的精度、 算法、非線性的處理等等一直都是永磁

27、同步電機(jī)的的熱點(diǎn)研究問題。目前國(guó)內(nèi)外 對(duì)永磁同步電機(jī)的研究和設(shè)計(jì)主要集中于兩個(gè)方面：1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究 永磁同步電機(jī)的永磁體具有很高的矯頑力，所以充磁方向非常薄的永磁鐵提 供很高的磁勢(shì)赫爾氣隙磁密。因此，徑向磁路結(jié)構(gòu)比較傳統(tǒng)的除外，當(dāng)極數(shù)非常 少的時(shí)候，還可以采用混合結(jié)構(gòu)或切向磁路的結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)外的永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 子的研究形狀，提高功率效率和密度的準(zhǔn)則都是磁通的增加、減弱電樞的應(yīng)對(duì)或 者高速的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)的。2優(yōu)化設(shè)計(jì)稀土材料的價(jià)格相當(dāng)?shù)陌嘿F， 在這種情況下， 如果將永磁體工作的的點(diǎn)選擇合 適，使它在能夠滿足電動(dòng)機(jī)性能各項(xiàng)的指標(biāo)這個(gè)前提下，使要用的材料最少，也 就是要電機(jī)的成本還有體積最小。優(yōu)化設(shè)

28、計(jì)都是用計(jì)算機(jī)來完成的，在設(shè)計(jì)之中， 目標(biāo)函數(shù)一般都是選擇永磁體的體積。由于永磁體的尺寸直接影響著電動(dòng)機(jī)的各 種指標(biāo)，因而可以選擇永磁體的形狀和尺寸作為設(shè)計(jì)的變量，然后其他的尺寸都 可以用這個(gè)變量表示。在所有的約定條件之中，定子齒部、電抗參數(shù)和軛部磁密、 起動(dòng)電流、定子電密以及槽滿率等都應(yīng)限定在一定的范圍，而功率因素、效率和 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等都要大于某一個(gè)給定的值。盡管國(guó)內(nèi)外的永磁同步電機(jī)的研究設(shè)計(jì)已 經(jīng)做了大量的工作，但是到今天為止，永磁同步電機(jī)在我們國(guó)家都還沒有得到全 面的推廣。這是有很多原因的。其中一個(gè)就是永磁同步電機(jī)的成本高昂，但是這 個(gè)問題隨著永磁材料的發(fā)展，永磁同步電機(jī)的成本必然降低，而

29、且如何采用最適 合的量完成永磁同步電機(jī)，是之成本下降已經(jīng)成為了一個(gè)重點(diǎn)。此外，永磁同步 電機(jī)之中的鐵損耗的計(jì)算也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，如何準(zhǔn)備的去分析、計(jì)算這是高性能的 永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn)。永磁同步電機(jī)的啟動(dòng)過程研究和穩(wěn)定性研究一直是國(guó)內(nèi) 外專家們分析的焦點(diǎn)。隨著社會(huì)的發(fā)展，永磁同步電機(jī)顯的愈漸重要。第二章 電梯的概述及主要電氣設(shè)備2.1 電梯的概述(1) 人們對(duì)于電梯的速度要求越來越高，高速電梯的數(shù)量逐年增加。(2) 電梯的拖動(dòng)技術(shù)已有較大的發(fā)展， 由于直流電梯維修量大、 能耗大等缺點(diǎn) 正逐漸的被交流電梯所取代，液壓電梯由于其機(jī)房位置靈活，運(yùn)行平穩(wěn)，使得其 在低樓層場(chǎng)合得到非常廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)交

30、流拖動(dòng)電梯更是得到較迅速的發(fā) 展，己由之前的變級(jí)調(diào)速發(fā)展成為調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速及調(diào)壓調(diào)速，使得電梯的速度、 加速度、加加速度控制更加滿足人們心理的預(yù)期要求，電梯的舒適度也得到極大 地改善。(3) 電梯邏輯控制己由過去簡(jiǎn)單的繼電器接觸器式控制發(fā)展為可編程序控 制和微機(jī)控制，控制方式也由原有的信號(hào)控制、手柄控制發(fā)展為并聯(lián)控制、集選 控制、群控等多種方式，電梯可靠性大大提高。(4) 電梯的管理功能不斷得到加強(qiáng)，以不斷滿足用戶的使用要求。如消防員專 用、緊急停車操作、防搗亂系統(tǒng)等。(5) 智能群控管理得到更加廣泛應(yīng)用。(6) 機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)械加工工藝水平的不斷提高，使行星齒輪和 斜齒傳動(dòng)傳動(dòng)在電

31、梯上的應(yīng)用普遍開來，使得電梯的傳動(dòng)形式多樣化。2.2 電梯的的控制部分主要電氣設(shè)備電機(jī)是機(jī)械和電器一體工作的大型的復(fù)雜產(chǎn)品，其中機(jī)械就相當(dāng)于我們?nèi)说?身軀，電器部分就相當(dāng)于我們的神經(jīng)，將機(jī)械和電器結(jié)合起來，就變成了我們現(xiàn) 代科學(xué)的綜合產(chǎn)品電梯。就電梯的結(jié)構(gòu)來說，比較傳統(tǒng)的分發(fā)是分為機(jī)械部 分和電器部分，但是用功能系統(tǒng)來描述更加能夠反映電梯的特點(diǎn)，下面介紹一下 電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)：2.2.1 曳引電動(dòng)機(jī)曳引電動(dòng)機(jī)具有提升機(jī)構(gòu)，由電磁制動(dòng)器（也稱電磁抱閘） 、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減 速器及曳引輪組成。2.2.2 自動(dòng)門機(jī)完成電梯的開門與關(guān)門： 電梯的門有轎門 （中有一個(gè)） 和廳門（每層站一個(gè)）只有電梯?？?/p>

32、在某層站時(shí)，此層廳門才允許開啟；同時(shí)也只有當(dāng)廳門、轎門全部 關(guān)閉時(shí)才允許啟動(dòng)運(yùn)行。2.2.3 層樓指示層樓指示又叫層顯， 過去常由低壓燈泡構(gòu)成， 安裝在每層站廳和轎門的上方； 現(xiàn)多由LED點(diǎn)陣結(jié)或數(shù)碼管構(gòu)組成，與運(yùn)行方向指示、呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。2.2.4 呼梯盒呼梯盒用以在每層召喚電梯。安裝在地面 1 米左右的墻面上?；九c頂站有 一個(gè)按鈕，中間層站由上呼與下呼組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮?xí)r表示呼梯 號(hào)已被接收并被記憶；當(dāng)電梯滿足呼梯要求而停層開門時(shí)，呼梯記憶燈熄滅。基 站的呼梯盒上常帶有鑰匙開關(guān)，供電梯管理員開關(guān)電梯。2.3.5 操縱箱操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作指令。

33、操縱箱上沒有與 電梯經(jīng)層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕，上下層啟動(dòng)按鈕，開關(guān)門按鈕，急停按鈕，電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)，照明等控制開關(guān)。2.3.6 平層及開門裝置平層及開門裝置由磁鐵板和上、下平層感應(yīng)器組成，上行時(shí)，上層首先插入 隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開始減速，至下層插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車及 開門信號(hào)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械抱閘；下行時(shí)，下層首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信 號(hào)至上層插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車及開門的信號(hào)。2.3.7 停車裝置電梯的井道內(nèi)每層站裝有一只磁鐵板，當(dāng)轎廂運(yùn)行到相應(yīng)層站時(shí)，磁鐵板插 入平層感應(yīng)器內(nèi)，以此檢測(cè)電梯所處位置和平層信號(hào)。2.3.8 開關(guān)裝置安全窗及其開關(guān)，安全鉗及其開關(guān)，上

34、、下限位開關(guān)，上、下強(qiáng)迫停止開關(guān)， 極限開關(guān)第三章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析3 1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介電機(jī)是一種用來進(jìn)行機(jī)械能和電能之間的互相轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械， 而他們之間的 能量的轉(zhuǎn)換主要依賴于電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙磁場(chǎng)。不同的建立磁場(chǎng)的方式 就形成了不同類型的電機(jī)。而永磁同步電機(jī)則由轉(zhuǎn)子、定子和端蓋等部件構(gòu)成。 永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)由永磁體產(chǎn)生，定子磁場(chǎng)則是由三相交流或者多項(xiàng)交流 電形成的?？梢园艳D(zhuǎn)子鐵心做成實(shí)心的，也可以是由硅鋼片疊壓型成功率。定子 則是與普通的感應(yīng)電機(jī)基本一樣，也采用硅鋼片疊壓結(jié)構(gòu)，以減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)的 鐵耗。圖 3.1 就是一臺(tái)永磁同步電機(jī)的橫截面示意圖。電樞繞組

35、可以采用分布短距 繞組和非常規(guī)繞組，也可以采用集中整距繞組。其中，采用分布式短距繞組，產(chǎn) 生的是正弦波電動(dòng)勢(shì)。采用整距繞組，產(chǎn)生梯形波反電動(dòng)勢(shì)。圖 3.2 掛極繞組能夠 大大的減少繞組端部的均長(zhǎng)，以此使電動(dòng)機(jī)軸向長(zhǎng)度減小，讓電機(jī)排布更加合理， 能夠讓電機(jī)的體積大幅度降低，而且使電氣損耗減小。想要讓電動(dòng)機(jī)雜散損耗降 低，定子繞組在大功率的永磁電機(jī)上基本都是用的星形接法。圖3.1永磁同步電機(jī)截面示意圖1電子鐵心 2定子繞組 3轉(zhuǎn)軸 4稀土材料永磁體 5轉(zhuǎn)子鐵心 為使為了讓轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)它們是相對(duì)靜止的，定子的交流電頻率必須與 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度之間必須嚴(yán)格同步。因此轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度必須完全是由定

36、子 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極數(shù)和電源頻率決定。圖3.2永磁同步電機(jī)掛極繞組的結(jié)構(gòu)示意圖3. 2永磁同步電機(jī)的運(yùn)行原理永磁同步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中，最主要的問題是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩高性能 控制。我們對(duì)于永磁電動(dòng)機(jī)的要求可以歸納為：精度高、響應(yīng)快、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、 系統(tǒng)功率因數(shù)和效率高等9。從前面分析永磁同步電機(jī)的模型可以知道，通過對(duì)直 軸電流和交軸電流的控制就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)控制。交、 直軸電流不同組合，會(huì)影響控制系統(tǒng)的功率因數(shù)、效率和轉(zhuǎn)矩輸出能力等。怎樣根據(jù)所給轉(zhuǎn)矩來確定的直軸電流和交軸電流，其實(shí)就是對(duì)定子電流矢量控制的問 題。矢量控制在實(shí)際上來說就是對(duì)電動(dòng)機(jī)定子電流矢量幅值和相位的控制。當(dāng)永

37、磁體的交、直軸電感和勵(lì)磁磁鏈確定以后，電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)矩就由定子電流的空間矢 量is決定，而：4和）4又決定了 i S的相位和大小，也就是說控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就必須 要控制id和iq。一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于一定的i* q和 i* d，通過這兩個(gè)電流的控制， 使實(shí)際iq和id跟蹤指令值i* q和i* d，便實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制 。由于實(shí) 際上饋入電動(dòng)機(jī)的電樞繞組的電流是三相交流電流iA、iB、ic,因此，三相電流的指令值i* A、i* B、i* C必須由下面的變換從i* q和i* d得到*COSsiniA*2COS(23)si n(勺iiB*3323 12 iicCOS()si n()qd(3

38、.10)A、I B、上式中，電動(dòng)機(jī)非負(fù)載端軸伸上的位置、速度傳感器提供給了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的位 置信號(hào)B。然后通過電流的控制環(huán)讓電動(dòng)機(jī)輸入的三相相電流iA、iB、ic和指令給我們的i* a、i* b、i* c值一致，以此來達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。根據(jù)永磁同步電機(jī)的不同用途，也可以有不同的矢量控制策略。比如，在紡織 行業(yè)和軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用就需要要求系統(tǒng)能夠恒功率和寬調(diào)速范圍運(yùn)行。目 前永磁同步電機(jī)采用的控制運(yùn)行的方式主要有：功率因數(shù)cos書=1運(yùn)行、最大轉(zhuǎn)矩/電流運(yùn)行、I d=0運(yùn)行等。功率因數(shù)cos =1運(yùn)行在這種運(yùn)行方式中，永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)需要恒控制為1,即(3 . 11)cos co

39、s( )1由上式得S =，如圖3. 3所示為電機(jī)運(yùn)行矢量圖 由矢量圖可得(3 . 12)根據(jù)定子電壓矢量Us的d、q軸分量之間的關(guān)系，可得到在一定轉(zhuǎn)速和電流下得到內(nèi) 功率因數(shù)角2 260 g 4(Xq Xd)Xqis arcsin(3.13)4(Xq Xd)is結(jié)合定子電壓矢量Us的d、q軸分量和電磁轉(zhuǎn)矩Tem即得到相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem以及所需 的電壓Us。圖3.3 cos書=1運(yùn)行時(shí)矢量圖圖3.4 cos書=1運(yùn)行時(shí)各量隨電流變化曲線圖3. 4為cos書=1運(yùn)行條件下，定子電壓Us（線6）、q軸的定子電流i q（線5）、d 軸的定子電流i d （線4）以及磁化電流i p （線3）、電磁轉(zhuǎn)矩T

40、e線2）、負(fù)載角S （線 1）跟著定子電流is的變化曲線。從該圖能夠看出，隨著電流的增大電磁轉(zhuǎn)矩也逐漸 的增大。到電流到達(dá)某一個(gè)值i sMA的時(shí)候，電磁轉(zhuǎn)矩到達(dá)它的峰值 TemMAX然后隨著 電流的繼續(xù)增大，電磁轉(zhuǎn)矩又開始迅速下降10。在cos書=1的方式運(yùn)行的時(shí)候逆變器的容量得到了最充分的利用，此時(shí)電動(dòng)機(jī) 的功率因數(shù)為一個(gè)恒定值。但是永磁電動(dòng)機(jī)里，轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁是不能夠調(diào)節(jié)的，當(dāng) 負(fù)載有變化的時(shí)候，轉(zhuǎn)矩繞組的總磁鏈?zhǔn)菬o法保持在一個(gè)恒定值的，所以轉(zhuǎn)矩和 電樞電流之間是不能夠保持一個(gè)線性關(guān)系的。而且退磁系數(shù)大、最大輸出力矩小， 永磁材料很有可能會(huì)去磁，造成電機(jī)電磁的轉(zhuǎn)矩減小，效果下降。最大轉(zhuǎn)矩/電流

41、運(yùn)行所說的最大轉(zhuǎn)矩/電流運(yùn)行，就是指在給定了轉(zhuǎn)矩的情況下，最優(yōu)化的配置 直軸電流和交軸電流的分量，是定子電流要最小，即單位的電流下電機(jī)的輸出轉(zhuǎn) 矩要達(dá)到最大的矢量控制方式。最大轉(zhuǎn)矩/電流可以提高電機(jī)運(yùn)行的效率，減小 電動(dòng)機(jī)的銅耗，從而優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。此外，因?yàn)槟孀兤鞯妮敵鲭娏鬏^小的 原因可以使逆變器的容量的要求相對(duì)的降低。降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。i 22最大轉(zhuǎn)矩/電流運(yùn)行問題，它可以等效為定子電流is Jid iq可滿足轉(zhuǎn)矩方程的極值條件問題作拉格朗日函數(shù)L(id，iq，)iq iqTem fiq L Lq)idiqM式中，入為拉格朗日乘子。令各等式為o,對(duì)函數(shù)求偏導(dǎo)，得L(id，iq,)id

42、L(id,jq,)iqL(id，iq，)idi2iq2 . 2id i q2iq(Ld LU 0f (LdLq)id0(3.15)T emfiq(Ld Lq)idiq0求解出上式，并留意到i d取負(fù)值，且Lduc時(shí)，負(fù)載上的電壓Uo=Ud，這時(shí)VT1和VT4就是導(dǎo)通 的。而當(dāng)uruc，貝UVT2導(dǎo)通，VT3關(guān)斷。如果是在正弦波半周期里面，三角載波在不斷的在正負(fù)極性里面變化，那么 SPW波也是在正負(fù)極性之間變化的，這種在正負(fù)之間的變化的控制方式就叫做雙 極性控制。三相橋式的PW逆變器在一般情況下都是采用的雙極性控制方式。如圖 4. 5就是雙極性PW控制的波形。圖4.5 雙極性PW控制方式在正弦波

43、半個(gè)周期波形內(nèi)單極性控制每相開通或關(guān)斷的只有一個(gè)開關(guān)器件。而雙極性控制時(shí)，逆變器同一個(gè)橋臂的上下兩個(gè)開關(guān)器件交替通斷，一直都是工作 在互補(bǔ)的環(huán)境下。對(duì)圖4.4所示的采用雙極性控制方式時(shí)單相橋式 PW逆變電路的波形，如圖4.5。 對(duì)開關(guān)器件的操作如下：當(dāng)uruc的時(shí)候，VTl和VT4處于導(dǎo)通狀態(tài)，VT2和VT3關(guān)斷的，負(fù)載的電壓為Uo=Ud。 當(dāng)uvuc時(shí)，VT2和VT3處于導(dǎo)通狀態(tài)，VTl和VT軟斷，這個(gè)時(shí)候的負(fù)載電壓uo=u。 可以知道同一半橋上，驅(qū)動(dòng)信號(hào)在上下兩個(gè)橋臂有相反極性，是互補(bǔ)的狀態(tài)。PW逆變電路里，fc表示載波頻率，fr表示調(diào)制信號(hào)頻率，它們之比為N, N稱為載波比，既N=fc/

44、fr?？梢砸罁?jù)信號(hào)波和載波的同步情況及 N勺變化情況，PW調(diào)制又分為兩種調(diào)制，這兩種調(diào)制是同步 / 異步調(diào)制。(1) 異步調(diào)制 調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)，讓這兩種信號(hào)波不同步的調(diào)制方式我們稱異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常fc是載波頻率，它保持不變，而是讓fr調(diào)制頻率變化，因 此可以知道N是不斷變化的。信號(hào)波半個(gè)周期之內(nèi)，PW波相位是變化的，脈沖個(gè)數(shù)同樣也是變化的，半周期內(nèi)前后 1/4周期脈沖和正半周和負(fù)半周脈沖都不對(duì)稱。 調(diào)制波頻率fr比較大的時(shí)候，這時(shí)的載波比N就會(huì)相應(yīng)減小，輸出脈沖數(shù)在一個(gè)周期 相應(yīng)減少，pw脈沖不對(duì)稱造成的影響變大，甚至可能出現(xiàn)脈沖跳動(dòng)的情況12。這時(shí)，正弦波和輸出波型之間存

45、在比較大差異，電路的輸出特性會(huì)變差，就三相逆 變器來說，三相輸出的對(duì)稱性會(huì)比之前變差。而 f r較低時(shí)，載波比N會(huì)較大，在一 個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)就會(huì)多，這樣脈沖不對(duì)稱造成的不利影響就會(huì)比較小。所 以，在我們使用異步調(diào)制的時(shí)候，總是希望能夠盡可能的提高載波的頻率，以此 來讓調(diào)制信號(hào)頻率較高的同時(shí)仍然能夠保持較大的載波比，以此使輸出特性得到(2) 同步調(diào)制載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的調(diào)制方式稱為同步 調(diào)制。采用同步調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可以保證輸出波形的對(duì)稱性。對(duì)于三相系統(tǒng)，為了 保持三相之間對(duì)稱、互差 120度的相位角， 載波比 應(yīng)取3的整數(shù)倍；為保證雙極性調(diào) 制時(shí)每項(xiàng)波形的正、

46、負(fù)半波對(duì)稱，則該倍數(shù)應(yīng)該取奇數(shù)。由于波形的對(duì)稱性，不 會(huì)出現(xiàn)偶次諧波問題。但是，受到開關(guān)器件允許的開關(guān)頻率的限制，保持 載波比 值 不變，在逆變器低頻運(yùn)行時(shí)， 載波比 值會(huì)過小，導(dǎo)致諧波含量變大。使電動(dòng)機(jī)的諧 波損耗增加，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)相對(duì)加劇。如 4. 6所示為同步調(diào)制三相PW波形圖4.6 同步調(diào)制三相PW波形分段同步調(diào)制為了是異步調(diào)制和同步調(diào)制的缺點(diǎn)得到改善，我們一般都會(huì)將他們結(jié)合起來, 采用分段同步調(diào)制的方式，也就是把逆變電路的輸出頻率分成幾個(gè)頻段，然后在 每個(gè)頻段內(nèi)都固定一個(gè)載波比，在不同的頻段載波比也不一樣。在有較高頻率輸 出的時(shí)候就采用較低的載波比，使載波比不至于太高：反之亦然。同時(shí)，各頻段 的載波比都