下载文档原格式
串级控制方案引言串级控制（Cascaded Control）是一种常见的控制方案，通常用于处理复杂、多变的控制系统。
串级控制方案将系统拆分为多个级别，每个级别都有独立的控制器，以实现对特定过程变量的控制。
本文将介绍串级控制方案的基本原理、设计要点，并举例说明其在实际应用中的优势。
串级控制的基本原理串级控制方案由两个或多个级别组成，每个级别都有自己的控制器，而其中一个级别的输出被作为下一个级别的输入。
多个级别的控制器协同工作，使得整个控制系统能够更准确地响应于外部变化，并提高系统的稳定性和鲁棒性。
在串级控制方案中，通常将系统的过程变量划分为两个类型：一级过程变量和二级过程变量。
一级过程变量是指直接受控制器输出影响的变量，二级过程变量是指受一级过程变量控制影响的变量。
通过将系统拆分为两个或多个级别，可以更好地应对复杂的控制任务，提高系统性能。
串级控制方案的设计要点1. 级别划分要设计一个有效的串级控制方案，首先需要进行合理的级别划分。
通常情况下，一级控制变量应该是对整个系统性能有直接影响的变量，而二级控制变量是对一级控制变量有间接影响的变量。
合理的级别划分可以提高系统的控制精度和稳定性。
2. 控制器设计每个级别都需要一个独立的控制器来实现对过程变量的控制。
控制器的设计要考虑系统的响应速度、稳定性和鲁棒性。
通常情况下，一级控制器应该具有较快的响应速度，以尽快调整一级过程变量的值；而二级控制器则应更关注系统的稳定性和抗干扰能力。
3. 控制器之间的通信和协调不同级别的控制器之间需要进行通信和协调，以实现整个系统的稳定运行。
一般可以采用PID控制器、模糊控制器或者自适应控制器等方法实现控制器之间的沟通和协调。
通过合理的控制器间通信和协调策略，可以使系统达到更好的控制效果。
串级控制方案的优势串级控制方案相对于传统的单级控制方案有以下优势： 1. 提高系统的鲁棒性：通过引入多级控制，可以更好地应对外界扰动和变化，提高系统的鲁棒性。
串级调速技术的发展串级调速技术是一种常用的电机调速技术，通过改变电机的电压和频率来调整电机的转速，以满足不同工作场合的需求。
随着科技的不断发展，串级调速技术也在不断地创新和发展，为各行业提供了更加高效、稳定和节能的调速解决方案。
一、串级调速技术的发展历程串级调速技术起源于20世纪初，最初用于直流电机的调速，后来随着交流电机的广泛应用，串级调速技术也被应用到了交流电机的调速领域。
最早的串级调速器是以电阻变阻调速的方式来实现电机的调速，随着电子技术的发展，逐渐出现了集成电路和功率器件，使得串级调速技术得到了更大的发展。
20世纪80年代后，随着数字控制技术和微处理器技术的应用，串级调速技术实现了数字化、智能化和网络化，为电机调速提供了更多的可能性。
1. 稳定性：串级调速技术可以根据需求实时调整电机的转速，使得电机在不同负载条件下保持稳定的转速，提高了设备的运行稳定性和可靠性。
2. 高效性：串级调速技术可以根据负载情况调整电机的输出功率，避免了电机长时间处于过载状态，提高了电机的效率和使用寿命。
3. 节能性：串级调速技术可以根据实际负载情况调整电机的转速和功率，避免了电机长时间处于满负荷状态，节约了能源消耗，提高了能源利用效率。
4. 精度高：串级调速技术可以实现对电机转速和输出功率的精确控制，满足不同场合对转速的精确要求。
1. 工业领域：串级调速技术广泛应用于各类工业设备和生产线中，如风机、水泵、压缩机、输送机等，可以根据工艺要求实时调整设备的转速和功率。
2. 交通领域：串级调速技术被应用于交通运输设备中，如电梯、升降机、电动车等，可以根据载重情况调整设备的运行速度和输出功率。
3. 家电领域：串级调速技术被应用于各类家电产品中，如洗衣机、吸尘器、风扇等，可以根据使用需求调节产品的转速和功率。
4. 医疗领域：串级调速技术被应用于医疗设备中，如手术器械、医用离心机等，可以根据患者情况调整设备的运行速度和输出功率。
串级调速技术的发展串级调速技术（Cascade Speed Control Technology）是一种在电机驱动系统中应用的调速技术。
它通过将多个电机串联在一起，使其输出力矩和转速受到统一的调节，从而实现较高的精度和稳定性。
串级调速技术的发展可以追溯到20世纪80年代，凭借其独特的优势，如高性能、高效率和可靠性，逐渐被广泛应用于各种机械和工业设备中。
1. 早期阶段：在20世纪80年代初，串级调速技术刚刚开始研究和应用。
当时的串级调速系统主要由多个电机串联连接，通过设置传递函数和控制算法来实现统一的调节。
这种方法虽然能够实现一定的调速效果，但在应对负载变化和系统动态性能方面存在一定的不足。
2. 简化阶段：随着数字信号处理器的快速发展，串级调速技术得到了进一步的改进与发展。
早先的串级调速系统需要采用传统的控制方法和滤波器来实现调节，而现在可以通过数字信号处理器直接进行控制和计算，简化了系统结构和算法设计，提高了系统的性能和可靠性。
3. 高性能阶段：在20世纪90年代，串级调速技术得到了快速发展和广泛应用。
通过引入高性能的电机驱动器和传感器，串级调速系统的动态性能和调节精度得到了显著提升。
控制算法和参数调节技术的改进也进一步增强了系统对负载变化和扰动的抵抗能力。
4. 多电机系统阶段：随着机械设备的复杂性和工业自动化的推进，多电机系统的需求也变得越来越重要。
在复杂的控制系统中，多电机系统可以有效地分担负载和实现协同控制。
串级调速技术开始应用于多电机系统中，并通过协调调速和分配负载，提高了系统的工作效率和稳定性。
5. 智能化阶段：随着现代控制理论和技术的不断发展，串级调速技术已经向智能化方向发展。
通过引入人工智能和自适应控制方法，串级调速系统可以根据实际工况和负载变化进行优化调整，提高系统的适应性和智能化水平。
串级调速技术还与其他先进技术，如云计算和大数据分析相结合，实现更精确的控制和更好的性能优化。
串级调速技术经过多年的发展和演进，已经成为电机驱动系统中不可或缺的一部分。
串级调速的应用串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势产生的。
它属于变转差率来实现串级调速。
与绕子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动的功率加以应用（回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上），因此效率较高。
它能实现无极平滑调速，低速时机械特性也比较强。
特别是晶闸管低同步串级调速系统，技术难度低，性能比较完善。
晶闸管串级调速系统具有结构简单、可靠、节能、经济、维护方便的特点，使得这种调速技术首先在风机、泵类机械上得到了广泛的应用目前在冶金、纺织、化工、煤炭、造纸、建材及城市自来水等工业部门正在逐步推广使用。
晶闸管串级调速技术除可用于新设备设计外，还可用于对旧设备进行技术改造，这样，不仅能改善调速性能，又可以节约能源，因此，在我国适当推广应用晶闸管串级调速技术具有极大的技术和经济意义。
本设计依据造纸厂对电力拖动系统的要求，采用晶闸管串级调速来实现，满足造纸厂对电力拖动系统调速性能和节能的要求。
主要研究三相交流绕线式异步电动机晶闸管串级调速系统的主、辅电路设计有关的技术问题，包括系统的组成与工作原理、主回路的设计、控制回路的设、系统的静动态工作特性计算分析等。
本调速系统的主要组成部分有异步电动机、转子整流器、频敏变阻器、有源逆变器、触发装置和信号检测等元件。
整流器和逆变器均采用三相桥桥式电路。
调速系统的工程设计是在已知对系统静、动态性能的要求情况下，以频率法为工具，将系统进行合理简化，采用设置校正装置的方法，使整个系统近似成典型的低阶结构。
掌握了典型系统参数与性能指标之间的关系，根据设计要求，就能利用现成的公式和图表进行设计了。
工程设计的步骤就是根据被控制对象和要求，确定预期的典型系统，选择调节器形式，确保系统的稳定性，并满足所需要的稳态精度，计算调节器的工程最佳参数，满足动态指标。
串级调速技术的发展
随着现代工业的迅速发展和各种电力驱动设备的普及，调速技术成为现代工业生产中不可缺少的一环。
以往，调速技术主要集中在功率控制和调速精度上，但现在随着电力电子技术的不断进步和控制理论的应用，串级调速技术逐渐成为了调速技术的热点之一。
串级调速技术是指将电机转子电磁力矩在多级内转换，并通过转速控制器的控制使电机达到预期的转速，从而实现对电机转速的精确调节。
该技术在电动机调速系统中具有灵活、高效的特点，能够保证电动机在不同工况下的转速和转矩均能够实现精确控制，提高了电动机的转速调节能力和控制精度。
在串级调速技术的发展过程中，根据其实现方式和适用场合可以分为分闸串级调速技术、直接串级调速技术和电压串级调速技术。
分闸串级调速技术是将交流电源分为多个小电源，通过在不同电源之间切换实现电机多级调速，该方法具有结构简单、可靠等优点，但其调节精度较低，不适用于精密控制场所。
直接串级调速技术是将电机的转子电磁力矩在多级间串接，并通过可调谐电容电路进行控制，实现对电机的精确控制。
这种方法可以有效地提高电机的转速调节能力，但由于谐波干扰等问题存在，目前还无法广泛应用。
总的来说，串级调速技术作为电机调速控制技术的一种重要手段，随着电力电子技术及控制理论等方面的发展而得到了迅速发展。
在今后的发展中，串级调速技术将继续得到完善，不断扩大应用范围，为各类电动机的调速控制提供更加灵活和高效的解决方案。
串级调速技术的发展串级调速技术是一种用于电机的控制技术，它通过将多个电机连接在串级的方式来实现对电机系统的调速控制。
该技术具有精准、高效、稳定等特点，广泛应用于各种工业领域，如风力发电、水泵控制、轨道交通等。
串级调速技术的发展可以追溯到20世纪70年代。
当时，由于电力系统对电机的可靠性和能效要求越来越高，人们开始探寻一种更加高效的电机控制技术。
在这个背景下，串级调速技术应运而生。
起初，串级调速技术主要应用于大型高功率电机的控制领域，例如钢铁、电厂等行业。
随着技术的不断发展和应用的扩大，串级调速技术逐渐应用于中小型电机的控制，并取得了显著的效果。
在20世纪80年代，随着半导体技术的快速发展，新型的功率电子器件如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等开始应用于串级调速技术中。
这使得串级调速技术的性能得到了大幅提升。
与传统的直流调速技术相比，串级调速技术具有体积小、重量轻、成本低等优点，逐渐成为电机控制领域的主流技术。
到了21世纪，随着数字化技术的不断进步，串级调速技术进一步发展。
数字信号处理器（DSP）的引入使得串级调速技术的控制精度更高，稳定性更好。
由于智能控制、故障诊断和通信技术的应用，电机系统的监测与管理更加方便。
串级调速技术也融入了节能减排的理念，通过优化控制算法和策略，提高电机的能效，减少能源消耗。
目前，串级调速技术已经形成了一整套完善的理论体系和应用技术。
在风力发电领域，串级调速技术被广泛应用于风力发电机组的控制，提高了风力发电的可靠性和工作效率。
在轨道交通领域，串级调速技术被应用于地铁、高铁等电机驱动系统的控制，提高了列车运行的平稳性和安全性。
在水泵控制领域，串级调速技术被应用于给水系统、排水系统等的控制，提高了水泵的工作效率和使用寿命。
串级调速技术在过去几十年的发展中取得了巨大的进步，它不仅提高了电机系统的性能和可靠性，而且节约了能源和减少了环境污染。
随着人工智能、大数据等新兴技术的快速发展，串级调速技术有望在未来进一步完善和应用，为电机控制提供更高效、智能的解决方案。
第4期机电技术51一种结构优化的改进型串级调速系统伍玩秋(阳江职业技术学院，广东阳江529500)摘要:基于IGBT斩波控制的双闭环内反馈串级调速系统将斩波串级调速系统和晶闸管双闭环串级调速系统的结构优点融为一体，用于高电压、大容量内馈电机的调速。
其主电路采用IGBT斩波控制的晶闸管逆变结构,控制电路采用ASR转速负反馈和ACR电流负反馈双闭环回路。
根据样机试验结果所作的机械特性曲线表明:与传统斩波串级调速系统相比，该系统能在较大调速范围内保持较“硬”的机械特性，低速段调速性也较优,节能效果明显，功率因数及过载能力得到提升。
关键词:内馈电机;IGBT斩波控制;双闭环;串级调速系统;改进中图分类号:TM571文献标识码:A文章编号：1672-4801 (2017)04-051-03D01:10.19508/ki.l672-4801.2017.04.016串级调速是绕线转子异步电动机常用的调速 方法之一。
它克服了绕线转子串电阻调速的缺 点，可实现无级调速，具有相对较高的效率和性价 比，广泛应用于矿山、冶金、石化、给排水等领域的 风机和菜类负载中[1]。
但传统的晶闸管串级调速 系统存在调速范围窄、过载能力弱、功率因数低、低速时机械特性较“软”等缺点。
针对上述系列问 题的解决，出现了两种改进型串级调速系统:一种 是斩波串级调速系统，另一种是晶闸管双闭环串 级调速系统。
这两种系统在改善调速性能、提高 功率因数、减小网侧谐波干扰等方面有所突破。
本文在这一基础上，针对内馈电机的调速,提出一 种融合上述两种调速系统结构特点的整合型串级 调速系统——基于IGBT斩波控制的双闭环内反 馈串级调速系统。
1基于I G B T斩波控制的双闭环内反馈串 级调速系统1.1主电路结构系统电路如图1所示。
可以看出，它兼顾了 斩波串级调速系统和晶闸管双闭环串级调速系统 的结构特点，由主电路和控制电路组成。
主电路 包括内馈电机(绕线转子异步电动机的定子中增 加一套三相对称附加绕组，主要用于吸收从转子 侧回馈的转差功率p])、三相桥式不可控硅整流器、斩波单元(由绝缘栅双极晶体管IGBT、二极管VD 及电抗器1^组成)、逆变单元(由三相晶闸管、电容C和电抗器U组成)等;控制电路采用双闭环控制 方式，主要包括转速检测与反馈装置、电流检测与 反馈装置、电压给定环节、转速调节器(ASR)、电 流调节器(ACR)、晶闸管脉冲触发电路等环节。
串级调速系统应用中的几个问题
王世荣;许太旭
【期刊名称】《延边大学农学学报》
【年(卷),期】2001(023)003
【摘要】在应用串级调速系统时,主要应考虑电动机的选择、起动方式的选择和调速装置的选择.电动机的选择主要是功率、转速和结构型式的选择.起动方式的选择主要包括直接起动和间接起动两种.调速装置的选择包括其电流、电压等级的确定和开闭环型式的选择.
【总页数】4页(P209-212)
【作者】王世荣;许太旭
【作者单位】吉林工学院,东校区应用技术系,吉林,长春,130012;延边大学房产维修服务中心,吉林,延吉,133002
【正文语种】中文
【中图分类】S23
【相关文献】
1.工程设计方法在串级调速系统中的应用 [J], 詹庄春
2.斩波式内反馈串级调速系统在离心泵工况调节中的应用 [J], 马瑞;莫岳平;钱坤;孙欢欢;史宏俊
3.变结构控制策略在串级调速系统中的应用 [J], 冯阳;王亚芳;王奔;廖颜沛
4.工程设计方法在串级调速系统中的应用 [J], 詹庄春
5.软开关技术在串级调速系统中的应用与研究 [J], 付光杰;顾宝龙;付美芳;常辉;夏冬
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
