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大型同步电机怎么实现自动式控制?

大型同步电机怎么实现自动式控制?
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自控式同步电机的原理自控式同步电机,是一种通过半导体变流器把电源功率转变成可变频率的交流电功率,它与普通同步电机大体相同,多为凸极式结构,转子上安装励磁绕组,由集电环或无刷励磁方式提供励磁电流,转子的位置信号可以由安装于同步电机的轴上转子位置检测器提供,也可以由电子线路通过检测极机端电压取得。其基本结构如图:它与直流电动机相比,其本质是一样的。所不同的是,直流电机电枢绕组的相数很多,而同步电机一般只有三相;自控式同步电机还必须有位置检测器;普通直流电机靠机械换向器完成电枢电流换向,而自控式同步电机是通过晶闸管组成的逆变器完成“换向”的。自控式同步电机一般利用电机励磁磁场在电机定子绕组中产生的反电动势,使逆变器中的晶闸管在换相新导通的晶闸管可将原导通晶闸管自然关断,完成电流换相。
自控式同步电机基本关系式为了能更好的分析自控式同步电机的基本特性及各基本量之间的关系,用矢量图进行分析。如下图:若保证逆变器的晶闸管换相成功,换(相剩余角s必须大于晶闸管关断时间tf在逆变器中,一般分为空载换相,超前角7.定控制和S恒定控制两种方法。Y恒定控制在50°C―60°C范围内,确保逆变换相成功;此控制一般不须对Y进行调整,所以控制简单,易于实现,可靠性高。但为保证重载下换相成功,Y―般较大,造成转矩低,转矩脉动大、功率因数低、电机效率低等缺点。在轻载情况下,尤为严重,影响了电机调速性能。电机电磁转矩为:电流。考虑了换相重叠角之后的空载换相超前角为:从上可以看出,7对电机调速性能有很的影响,与Y恒定控制相比,S恒定角控制在一定程度上克服了以上缺点。再保证逆变可靠换相的情况下,根据负载的不同,调节Y使其在S恒定的情况下尽可能小,以提高电机效率,改善转矩性能。S角一般恒定在15 C内,再低速轻载时,由于M和0较小,所以7.何以被控制在40°C以内,甚至更小。但是,要提高S角,就必须通过实时的测量和0大小或根据负载电流的大小计算出和0.从而增加了系统的复杂性。另外,由于突加升速或测量计算误差均有可能造成换相失败,降低了系统的可靠性。据电机特性,有当随负载增大时,在保持磁通、直流电势恒定的情况下,上式右边分母将随负载增大而减小,电机的机械特性出现上翘趋势。导致调速系统失稳。为了保证系统的稳定运性,需要通过增大励磁和减小直流电势的方法进行补偿,进一步增大了控制系统复杂性。
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系统的硬件结构自控式同步电动机调速系统主电路采用交一直一交变频调速结构,用晶闸管作为功率驱动器件,要求控制系统既能够实时地处理整流和逆变控制种的各种检测及反馈信号,又能够根据工况和运行指令发出相应的控制信号和晶闸管的触发信号。本控制系统主要以80C196KB为控制核心的主控电路板和以信号处理故障检测单元为核心的信号接口电路板主成。

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