電拖第11章特種同步電動機自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)課件

第9章特種同步電動機自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)(帶有位置檢測器的變頻調(diào)速系統(tǒng))

本章介紹四種調(diào)速電動機：永磁無刷直流電動機、開關(guān)磁阻電動機、直流無換向器電動機、交流無換向器電動機。

共同的特點：①新型調(diào)速電機；②這是一種典型的機電一體化的電機調(diào)速系統(tǒng)；③它們都帶有絕對編碼的位置檢測器（含無位置檢測器的位置檢測技術(shù)）；④它們的功率變換器其實質(zhì)都是自控式的變頻電路；⑤就電機本體而言，它們都屬于同步電動機或廣義同步電動機的范疇。但要注意它們之間在工作原理上的差別：電機磁場的成因或形狀不同，使電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原因不同。9.1永磁無刷直流電動機

直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速性能好。但有重大缺點，那就是它帶有機械換向裝置——換向器及電刷。定、轉(zhuǎn)子倒置，把機械換向裝置改成電子換向器，這就是無刷直流電動機。9.1.1永磁無刷直流電動機的構(gòu)成

三大部分組成：

電機本體位置檢測器功率變換器（直-交無源逆變器）

電子換向器定子－－m相，集中（或分布）繞組，轉(zhuǎn)子－－永磁，梯形波磁密，圖a與同步電機的區(qū)別：同步電機定子，3相，分布繞組，轉(zhuǎn)子，正弦波磁密，圖b9.1.2永磁無刷直流電動機的工作原理

1．矩角特性

矩角特性曲線將與磁密曲線相似，也是一個梯形波。2．電機勻速旋轉(zhuǎn)，A相120o導(dǎo)通時導(dǎo)通時的波形：方波電壓方波電勢方波電流方波轉(zhuǎn)矩電路方程是無刷直流電機的主要特征4．120o方波交流電流工作的無刷直流電動機

主電路波形圖

輸出的電流是120o的方波交流電流

每個諧波都能得到有用的轉(zhuǎn)矩。所有諧波都是參與了正常的工作?？傒敵鲛D(zhuǎn)矩是其基波分量與所有諧波分量共同努力的結(jié)果。

應(yīng)采用正確的測量方法。9.1.3位置檢測器

a)結(jié)構(gòu)示意圖b)光電開關(guān)電路圖c)輸出信號及其編碼2p極電機可同時檢測到電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向初始定位問題

1．光電開關(guān)位置檢測器

2．絕對式光電編碼器

二進制絕對式光電編碼器循環(huán)碼絕對式光電編碼器

n個光電開關(guān)最多只能把一個電周期分成2n個區(qū)域

9.1.4永磁無刷直流電動機的控制系統(tǒng)

1．控制原理

“自控式”變頻工作：由位置碼控制逆變器元件的通斷。控制電壓來控制電機繞組電流的大小，從而控制轉(zhuǎn)矩。直流斬波的PWM方式來控制電壓。2．系統(tǒng)原理圖

采用的控制方法：導(dǎo)通時正電壓導(dǎo)通區(qū)間零電壓續(xù)流關(guān)斷后負電壓續(xù)流零電壓續(xù)流由上、下元件輪流導(dǎo)通。

3．制動及四象限運行

要實現(xiàn)四象限運行，應(yīng)：把不控整流橋改成可回饋的PWM雙向整流橋或在直流側(cè)加接能耗制動單元也可在需要制動時把電動機的三相繞組短接