1)系统组成 旁路晶闸管 电源侧变换器电机侧逆变器 Ld 本 来|本 电流 控制器② 3 ld 系统控制器 图8-2由交-直交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统 2)系统控制 在图8-2中,系统控制器的程序包括转速调节、转差控制、负载换流控制和励磁电流控制, FBS是测速反馈环节 由于变压变频装置是电流型的,还单独画出了电流控制器(包括电流调节和电源侧变换器的触 发控制)。 3)换流问题 LCI同步调速系统在起动和低速时存在换流问题, 低速时同步电动机感应电动势不够大,不足以保证可靠换流 当电机静止时,感应电动势为零,根本就无法换流。 4)解决方案 采用“直流侧电流断续”的特殊方法,使中间直流环节电抗器的旁路晶闸管导通,让电抗器 放电,同时切断直流电流,允许逆变器换相,换相后再关断旁路晶闸管,使电流恢复正常 用这种换流方式可使电动机转速升到额定值的3%~5%,然后再切换到负载电动势换流 三、由交交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统 另一类大型同步电动机变压变频调速系统用于低速的电力拖动,例如无齿轮传动的可逆轧 机、矿井提升机、水泥转窑等。 该系统由交-交变压变频器(又称周波变换器)供电,其输出频率为20~25Hz(当电网频率为 50Hz时),对于一台20极的同步电动机,同步转速为120-150r/min,直接用来拖动轧钢机等设 备是很合适的,可以省去庞大的齿轮传动装置
教 案 1）系统组成 2）系统控制 在图 8-2 中，系统控制器的程序包括转速调节、转差控制、负载换流控制和励磁电流控制， FBS 是测速反馈环节。 由于变压变频装置是电流型的，还单独画出了电流控制器（包括电流调节和电源侧变换器的触 发控制）。 3）换流问题 LCI 同步调速系统在起动和低速时存在换流问题， ⚫ 低速时同步电动机感应电动势不够大，不足以保证可靠换流； ⚫ 当电机静止时，感应电动势为零，根本就无法换流。 4）解决方案 采用“直流侧电流断续”的特殊方法，使中间直流环节电抗器的旁路晶闸管导通，让电抗器 放电，同时切断直流电流，允许逆变器换相，换相后再关断旁路晶闸管，使电流恢复正常。 用这种换流方式可使电动机转速升到额定值的 3%~5%，然后再切换到负载电动势换流。 三、由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统 另一类大型同步电动机变压变频调速系统用于低速的电力拖动，例如无齿轮传动的可逆轧 机、矿井提升机、水泥转窑等。 该系统由交-交变压变频器（又称周波变换器）供电，其输出频率为 20~25Hz（当电网频率为 50Hz 时），对于一台 20 极的同步电动机，同步转速为 120~150r/min，直接用来拖动轧钢机等设 备是很合适的，可以省去庞大的齿轮传动装置。 图8-2 由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统
1)系统组成 交一交变频器 励磁电源 菜本平平 参考输入—-控制器 BSI MS 图8-3由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统 2)系统控制 这类调速系统的基本结构画在图8-3中,可以实现4象限运行。控制器按需要可以是常规 的,也可以采用矢量控制,后者在下一小节再详细讨论。 四、按气隙磁场定向的同步电动机矢量控制系统 为了获得高动态性能,同步电动机变压变频调速系统也可以采用矢量控制,其基本原理和 异步电动机矢量控制相似,也是通过坐标变换,把同步电动机等效成直流电动机,再模仿直流 电动机的控制方法进行控制。但由于同步电动机的转子结构与异步电动机不同,其矢量坐标变 换也有自己的特色 1)系统模型 假定条件 (1)假设是隐极电机,或者说,忽略凸极的磁阻变化: (2)忽略阻尼绕组的效应 (3)忽略磁化曲线的饱和非线性因素 (4)暂先忽略定子电阻和漏抗的影响。 他假设条件和研究异步电动机数学模型时相同,见第6.62节。 2)同步电动机空间矢量 在同步电动机中,除转子直流励磁外,定子磁动势还产生电枢反应,直流励磁与电枢反应 合成起来产生气隙磁通,合成磁通在定子中感应的电动势与外加电压基本平衡。同步电动机磁 动势与磁通的空间矢量图示于图8-5a
教 案 1）系统组成 2）系统控制 这类调速系统的基本结构画在图 8-3 中，可以实现 4 象限运行。控制器按需要可以是常规 的，也可以采用矢量控制，后者在下一小节再详细讨论。 四、按气隙磁场定向的同步电动机矢量控制系统 为了获得高动态性能，同步电动机变压变频调速系统也可以采用矢量控制，其基本原理和 异步电动机矢量控制相似，也是通过坐标变换，把同步电动机等效成直流电动机，再模仿直流 电动机的控制方法进行控制。但由于同步电动机的转子结构与异步电动机不同，其矢量坐标变 换也有自己的特色。 1）系统模型 假定条件： （1）假设是隐极电机，或者说，忽略凸极的磁阻变化； （2）忽略阻尼绕组的效应； （3）忽略磁化曲线的饱和非线性因素； （4）暂先忽略定子电阻和漏抗的影响。 他假设条件和研究异步电动机数学模型时相同，见第 6.6.2 节。 2）同步电动机空间矢量 在同步电动机中，除转子直流励磁外，定子磁动势还产生电枢反应，直流励磁与电枢反应 合成起来产生气隙磁通，合成磁通在定子中感应的电动势与外加电压基本平衡。同步电动机磁 动势与磁通的空间矢量图示于图 8-5a。 图8-3 由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统