MATLAB仿真实验报告——转速开环VVVF系统仿真
课题：转速开环恒压频比控制交流
异步电动机调速系统仿真
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一研究背景...........................................................................................................- 1 -二仿真原理.............................................................................................................- 1 -三MATLAB介绍...................................................................................................- 1 -四异步电动机的恒压恒频调速原理分析.............................................................- 2 -五恒压频比变频调速系统原理图.........................................................................- 4 -六恒压频比变频调速系统的仿真模型.................................................................- 4 -七给定积分GI的分支模块 ..................................................................................- 5 -八仿真波形.............................................................................................................- 5 -九仿真分析.............................................................................................................- 6 -十仿真小结.............................................................................................................- 7 -参考文献...................................................................................................................- 7 -
摘要：异步电动机的变压频比调速系统一般简称为变频调速系统。由于调速是转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速都是效率最高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应运面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛用于数控机床、风机、泵类等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能、提高设备自动化和提高产品质量的良好效果。本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，并且应运MATLAB/SIMULINK仿真软件，实现了转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统的仿真，进而详细分析了仿真结果。
关键词：交流异步电动机SIMULINK仿真变频调速
一研究背景
随着时间经济的不算发展，科学技术的不断提高，充分有效的利用能源已成为紧迫的问题，为了寻求高效可用的能源，各个国家都投入大量的人力和财力，进行不懈的努力研究。就目前而言，电能是全世界消耗最多的能源之一，同时也是浪费最多的能源之一，为解决能源问题先从电能着手，其中其代表性的就是电机的控制。电机是一种将电能转换成机械能的设备，它的用途非常广泛，在现代社会生活中随处可见电机的身影，在发达国家中生产的总电能有一半以上用于电机的能量转换，而这些电机转动系统当中的90%左右又是交流异步电动机。在国内，电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%，并且使用中的电机绝大部分还是中小型异步电机，加之设备的陈旧，管理、控制技术跟不上，所浪费的电能甚多。能源工业作为国名经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都起着极为重要的
作用，在高速增长的经济条件下，我国能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，的、受资金、技术能源价格的影响，我国能源利用效率比发达国家低很多。为此，国家十五计划中，在电机系统节能方面投入的资金高达500亿元左右，由此可见，在我国异步电动机的变频调速系统将有着巨大的市场
潜能。二仿真原理
转速开环恒压频比控制室的交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流异步电动机调速控制的要求，并且使用更方便，是通用变频器的基本方式。采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中可以保持电动机气隙磁通基本不变，在恒定负载情况下（恒转矩），电动机在变频调速过程中的转差率基本不变，所以电动机的机械特性较硬，电动机有较好的调速性能。但是如果频率较低，定子阻抗压降所占的比重较大，电动机就很难保持气隙磁通不变，电动机的最大转矩将所频率的下降而减小。为了使电动机在低频低速时仍有较大的转矩，在低频时应适当提高钉子电压（低频电压补偿）使电动机在低频时仍有较大的转矩。
三MATLAB介绍
MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使得MATLAB高度“向量化”。经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、
建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。美国许多大学的实验室都安装有MATLAB供学习和研究之用。在那
里,MATLAB是攻读学位的大学生硕士生、博士生必须掌握的基本工具。MATLAB中包括了被称作工具箱（TOOLBOX）的各类应用问题的求解工具。工具箱实际上是对MATLAB 进行扩展应用的一系列MATLAB函数（称为M文件），它可用来求解各类学科的问题，包括信号处理、图象处理、控制系统辨识、神经网络等。随着MATLAB版本的不断升级，其所含的工具箱的功能也越来越丰富，因此，应用范围也越来越广泛，成为涉及数值分析的各类工程师不可不用的工具。MATLAB5.3中包括了图形界面编辑GUI，改变了以前单一的“在指令窗通过文本形的指令进行各种操作”的状况。这可让使用者也可以象VB、VC、VJ、DELPHI等那样进行一般的可视化的程序编辑。在命令窗口（matlab command window）键入simulink，就出现(SIMULINK) 窗口。以往十分困难的系统仿真问题，用SIMULINK
只需拖动鼠标即可轻而易举地解决问题，这也是近来受到重视的原因所在。
在SIMULINK的仿真过程中选择合适的算法是很重要的，仿真算法是要求常微分方程，传递函数，状态方程解的数值计算方法，这些方法主要有欧拉法，阿达姆斯法，这些算法都主要建立在泰勒级数的基础上。欧拉法是最早出现的一种数值计算方法，它是数值计算的基础，它用矩形面积来近似积分计算，欧拉
法比较简单，但精度不高，现在已经较少使用。阿达姆斯法是偶拉法的改进，它用梯形面积近
似积分算法，所以也称梯形法，梯形法计算每
步都需要经过多次的迭代，计算量较大，采用
预报-校正后迭代一次，计算量减少，但是计
算时要用其他算法来计算计算开始的几步。SIMULINK汇集了各种求解常微分方程数值
的方法，这些方法分为二大类，可变步长类算
法和固定步长类的算法。
四异步电动机的恒压恒频调速原
理分析
异步电动机的变频调速系统基本控制方
式是变压变频，在基频以下采用恒压频比带定
子压降补偿的控制方式，基本上要保持磁通在
各级转速上都为恒值。可以通过研究这种控制
方式下的稳态机械特性，来进一步研究电压和
频率如何协调控制才能获得理想的稳态性能。1、恒压恒频时的电动机的机械特性
当定子电压
1
U和角频率
1
ω都为恒定值
时，异步电动机的机械特性方程可以改写为
()()
2
112
22
22
112112 3
''
e p
l l
U s R
T n
sR R s L L
ω
ωω
??
= ?
+++
??
（4—1）
当s很小的时候，可忽略分母中含s各项，则
2
11
123'e p U s T n s R ωω??≈∝ ??? （4—2）
当s 很小的时候，转矩近似与s 成正比，机械特性e T =f （s ）是一段直线；当s 接近1时。可忽略（4—2）式分母中的2'R 则
()2
112222111121
3'e p l l U R T n s s R L L ωωω??≈∝ ???++????
（4—3）
即s 接近1时，转矩近似与s 成反比，这时 e T =f （s ）是对称于原点的一段双曲线
当s 为以上两段的中间数值时，机械特性从直线过度到双曲线
图 恒压频比的异步电动机的机械特性
2、恒压频比控制下的机械特性
异步电动机带载稳态运行时，由式（4—1）的
()()2
1122222
112112
'3''l p l l U s R T n sR R s L L ωωω??= ?+++?? （4—4）
此式表明，对于同一负载要求，即以一定的转速A n 在一定的负载转矩 lA T 下运行时，电压和频率可以有多种组合，其中恒压频比（11/U ω=恒值）最容易实现的。它的变频
机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能满足一般的调速要求。但是低速带载能力还较差，需对定子压降实行补偿
为了近似的保持气隙磁通不便，以便充分利用电机铁心，发挥电机产生转矩的能力，在基频以下采用恒压频比控制，实行恒压频比控制时，同步转速自然也随着频率变化
10602p
n n ωπ=
()
/m i n r （4—5） 因此带负载时的转速降
落为 01602p
n sn s n ωπ?==
()/min r
在式（4—2）中所表示的机械特性近似直线段上。可以导出
212
11'3e p R T s U n ωω≈
??
?
??
（4—6）
由此可见，当11/U ω为恒值时，对同一转矩T ，1s ω是基本不变的，因而n ?也是基本不变的，也就是说，在恒压频比条件下改变频率时，机械特性基本上是平行下移的，它们和直流他激电机调速时特性变化情况近似，所不同的是，当转矩达到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。而且频率越低的时候转矩越小
对前式整理可得出11/U ω为恒值时最大转矩m ax e T 随角频率1ω的变化关系为
2
1m ax
13
2e p U T n ω??
= ??? （4—7） 可见，max e T 是随着1ω的降低而减小的，频率很低时，m ax e T 太小 制调速系统的带载能力，采用定子压降补偿，适当提高电压 1U 能力。
五 恒压频比变频调速系统原理图
t
GI
f U
U
SPWM 调制和驱动
电压源型逆变器+
-
M 3
U/f 曲线
f f*
频率
给定
升降速时间给定
低频电压补偿
图1压频比变频调速系统原理图
恒压频比变频调速系统的基本原理结构如图1所示，统由升降速时间设定，u/f 曲线，
SPWM 调制和驱动等环节组成。其中升降速
时间设定用来限制电动机的升频速度，避免转速上升过快而造成电流和转矩的冲击，起软启动控制的作用。u/f 曲线用于根据频率确定相应的电压，以保持压频比不变，并在低频时进行适当的电压补偿。SPWM 和驱动环节将根据频率和电压要求产生按正弦脉宽调制的驱动信号，控制控制逆变器以实现电动机的变压变频调速
。
六 恒压频比变频调速系统的仿真
图2恒压频比变频调速系统的仿真模型
由图2知，从simulink 库中找出各个模块，
其中给定积分器GI 中的Gain 设置参数为1e4，Saturation 设置为-10——+10，取整模块设为
round ，仿真算法用Ode23tb ，逆变器直流侧电压为514V ，PWM 发生器中的载波频率为1500Hz ，仿真精度为1e-3。
放大器的放大倍数设为1e4；saturation 为-10到+10；取整模块设为round ；变器直流侧
电压为514V，用IGBT；交流异步电机为鼠笼式；PWM发生器中的载波频率为1500Hz；仿真精度为1e-3，仿真算法用Ode23tb。根据三相调制信号，由PWM发生器产生逆变驱动脉冲，经逆变器得到频率和幅值可调的三相电压，使交流电机按给定要求启动和运行。
七给定积分GI的分支模块
图3给定积分GI分支模块
GI模块用于设定启动曲线。其中放大器的作用是使积分时间常数不受放大器输入偏
差大小的影响，所以放大倍数可以取大一些，本例中放大倍数取为10000。限幅器用于设定积分时间常数，调节限幅器的上下限可以调节给定积分器输出曲线的上升斜率。
由波形可知，系统稳定，并且可以通过电压频率协调控制调节转速，符合设计要求。
交流变频调速系统是恒转矩调速，但交流变频调速调速范围比较大，调速性能比较好，效率也更高。交流调频调速属于转差不变型调速系统，无论转速高低，转差功率的消耗基本不变。所以变频调速应用更广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流。八仿真波形
在给定频率为50Hz，启动时间为5s的情况下，仿真结果如下图所示：
图：1 转速波形
图2为电动机输入的一相线电压（有效值）
图2：逆变器输出线电压
图3为转速—转矩特性曲线。从图中可以看
到，电动机电压基本按
U—f曲线的设定上升，但是启动中转速和转矩的波形很大。
图：3 转速—转矩特性
为了分析转速和转矩产生较大波动的原因，将起动过程中一段（3 ~4s）的电压、转速等波形展开。
图：4 转速波形
图5：逆变器输出电压（瞬时值）
由下图可以看到，输出电压的频率变化呈现出不规则，电压频率不是均匀的上升，中间
部分的时段电压波形的周期变大、频率减小。
图：6 正弦调制信号
图：7 频率上升曲线
由图4转速波形、图6相应时段的正弦调制信号和图7的升频曲线相比较，在频率变化的边界上，正弦调制信号和转速都发生了畸变，这是因为频率变化的时刻不一定是发生在调制信号一个完整的周期末尾，在调制信号周期尚未结束时，频率发生了变化，就可能使下一个信号的前半个周期变宽或变窄，使相应的一周频率减小或增加。
九仿真分析
变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式，长期以来,虽然变频调速性能优良，但由于缺乏理想的变频器而未获得广泛应用。直到晶闸管及大功率晶体管等半导体电力开关问世以后，由于它们具有接近理想开关元件的性能（通态压降小，断态阻抗大，开关时间短等），促使各种静止变频器得到了迅速的发展，并在工业上得到了推广应用。特别是电力半导体器件制造工艺的成就并与电子技术相结合，促使变频装置向大容量.高性能的方向发展，在价格和性能上已可与直流拖动相媲美了。国内亦有少量的产品间世，
但由于元件
制造水平低，价格较昂贵，加上技术上要求复杂，故限制了它的推广应用。但是可以预期，随着生产与技术水平的提高，变频调速将在一些领域逐步取代直流调速系统。目前主要在以下场合优先考虑采用变频调速：(1)多台电机同步拖动。如辊道.化纤工业中的纺丝机等；(2)由于环境所限，必须采用封闭式鼠笼电动机且要求有较大调速范围的设备，如原子能及化工企业中的某些设备；(3)进行无齿轮传动的某些低速大容量设备，如球磨机.轧钢机等；(4)高速传动机械，如某些磨床，可以采用高频变频电源供电；(5)改造鼠笼式异步电动机拖动的风机.泵类机械，以节约能源；(6)大容量同步电动机的低频起动。
变频调速系统的核心环节是变频器。目前常用的变频器有交—直一交变频器，交—交变频器以及PWM型变频器。其中脉宽调制(PWM)型多重化电流型及交—交变频器有上升的趋势。变频器所用的电力半导体器件正向着模块化.快速化.光控化.高耐压，大电流化，自关断化和高可靠性化方向发展;变频调速正向着高性能，高精度，大容量,微型化，数字化和理想化方向发展。
本章主要介绍了变频调速的基本控制方式，并通过不同规律进行电压，频率协调控制时的稳态机械特性，分析变频调速的原理。
十仿真小结
通过MATLAB解到了电力电子变流技术在实际生活中的重要作用，并且通过实际运用MATLAB仿真软件建立电力电子功能电路模型实现功能的仿真，对常用的功率电力二极管、晶闸管、全控型器件可关断晶闸管、绝缘栅极双极型晶体管等电力电子器件在MATLAB中的实现以及电力电子中几种常用到的变换器与仿真实现过程有了实际的体验。
我更加深刻的了解到直流斩波电路的功
能及其在现实中的运用。直流斩波也称作直流-直流变换器（DC/DC Converter），一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，而不包括直流-交流-直流的情况，纠正了以前的错误认识。而直流变换器主要分为降压、升压、升降压、Cuk、Sepic和zeta电路，其中降压和升压是最基本的电路，可以帮助理解其他的电路。让我又一次认识到掌握了最基础的知识才是最根本的，复杂的知识都是在一个个基础知识的堆积，抓住了基础，再难的问题都可以拆解开来简化处理，都能够很快的掌握。
参考文献
【1】王兆安，黄俊。电力电子技术【M】。
北京:机械工业出版社，2002.
【2】洪乃刚。电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真【M】。北京：机
械工业出版社，2006.
【3】张晓华。系统建模与仿真【M】。北京：清华大学出版社，2006.
【4】https://www.doczj.com/doc/5515500141.html,/view/2ec2a0f97 70bf78a652954ec.html
【5】https://www.doczj.com/doc/5515500141.html,/view/f5fc9148c 850ad02de804165.html
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真 一：课题背景： 随着时间经济的不算发展，科学技术的不断提高，充分有效的利用能源已成为紧迫的问题，为了寻求高效可用的能源，各个国家都投入大量的人力和财力，进行不懈的努力研究。就目前而言，电能是全世界消耗最多的能源之一，同时也是浪费最多的能源之一，为解决能源问题先从电能着手，其中其代表性的就是电机的控制。电机是一种将电能转换成机械能的设备，它的用途非常广泛，在现代社会生活中随处可见电机的身影，在发达国家中生产的总电能有一半以上用于电机的能量转换，而这些电机转动系统当中的90%左右又是交流异步电动机。在国内，电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%，并且使用中的电机绝大部风还是中小型异步电机，加之设备的陈旧，管理、控制技术跟不上，所浪费的电能甚多。能源工业作为国名经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都起着极为重要的作用，在高速增长的经济条件下，我国能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，的、受资金、技术能源价格的影响，我国能源利用效率比发达国家低很多。为此，国家十五计划中，在电机系统节能方面投入的资金高达500亿元左右，由此可见，在我国异步电动机的变频调速系统将有着巨大的市场潜能。
二：仿真原理 转速开环恒压频比控制室交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流异步电动机调速控制的要求，并且使用更方便，是通用变频器的基本方式。采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中可以保持电动机气隙磁通基本不变，在恒定负载情况下（恒转矩），电动机在变频调速过程中的转差率基本不变，所以电动机的机械特性较硬，电动机有较好的调速性能。但是如果频率较低，定子阻抗压降所占的比重较大，电动机就很难保持气隙磁通不变，电动机的最大转矩将所频率的下降而减小。为了使电动机在低频低速时仍有较大的转矩，在低频时应适当提高钉子电压（低频电压补偿）使电动机在低频时仍有较大的转矩。 For personal use only in study and research; not for commercial use 三：MATLAB介绍： MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使得MATLAB高度“向量化”。经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。美国许
1.5MW风力发电机组变桨系统原理及维护 国电联合动力技术有限公司 培训中心 （内部资料严禁外泄）
UP77/82 风电机组变桨控制及维护 目录 1、变桨系统控制原理 2、变桨系统简介 3、变桨系统故障及处理 4、LUST与SSB变桨系统的异同 5、变桨系统维护 定桨失速风机与变桨变速风机之比较 定桨失速型风电机组 发电量随着风速的提高而增长，在额定风速下达到满发，但风速若再增加，机组出力反而下降很快，叶片呈现失速特性。 优点：机械结构简单，易于制造； 控制原理简单，运行可靠性高。 缺点：额定风速高，风轮转换效率低； 电能质量差，对电网影响大； 叶片复杂，重量大，不适合制造大风机
变桨变速型风电机组 风机的每个叶片可跟随风速变化独立同步的变化桨距角，控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高了低风速下机组的发电能力；当风速继续提高时，功率曲线能够维持恒定，有效地提高了风轮的转换效率。 优点：发电效率高，超出定桨机组10%以上； 电能质量提高，电网兼容性好； 高风速时停机并顺桨，降低载荷，保护机组安全； 叶片相对简单，重量轻，利于制造大型兆瓦级风机 缺点：变桨机械、电气和控制系统复杂，运行维护难度大。 变桨距双馈变速恒频风力发电机组成为当前国内兆瓦级风力发电机组的主流。
变桨系统组成部分简介 变桨控制系统简介 ?主控制柜 ?轴柜 ?蓄电池柜 ?驱动电机 ?减速齿轮箱 ?变桨轴承 ?限位开关 ?编码器 ?变桨主控柜
变桨轴柜
?蓄电池柜 ?电机编码器 GM 400绝对值编码器共10根线，引入变桨控制柜，需按线号及颜色接入变桨控制柜端子排上。 ?限位开关
风力发电机组变桨系统介绍
一．概述 双馈风机
风轮：风轮一般由叶片、轮毂、盖板、连接螺栓组件和导流罩组成。风轮是风力机最关键的部件，是它把空气动力能转变成机械能。大多数风力机的风轮由三个叶片组成。叶片材料有木质、铝合金、玻璃钢等。风轮在出厂前经过试装和静平衡试验，风轮的叶片不能互换，有的厂家叶片与轮毂之间有安装标记，组装时按标记固定叶片。组装风轮时要注意叶片的旋转方向，一般都是顺时针。固定扭矩要符合说明书的要求。 风轮的工作原理：风轮产生的功率与空气的密度成正比。风轮产生的功率与风轮直径的平方成正比；风轮产生的功率与风速的立方成正比；风轮产生的功率与风轮的效率成正比。风力发电机风轮的效率一般在0.35—0.45之间(理论上最大值为0.593)。贝兹（Betz）极限 风机四种不同的控制方式: 1.定速定浆距控制(Fixed speed stall regulated) 发电机直接连到恒定频率的电网,在发电时不进行空气动力学控制 2.定速变浆距控制(Fixed speed pitch regulated) 发电机直接连到恒定频率的电网,在大风时浆距控制用于调节功率 3.变速定浆距控制(Variable speed stall regulated) 变频器将发电机和电网去耦(decouples),允许转子速度通过控制发电机的反力矩改变.在大风时,减慢转子直到空气动力学失速限制功率到期望的水平. 4.变速变浆距控制(Variable speed pitch regulated) 变频器将发电机和电网去耦(decouples), 允许通过控制发电机的反力矩改变转子速度.在大风时,保持力矩, 浆距控制用于调节功率.
二、填空题 1.PWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。 2．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 3.静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流。 4 .PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和电流型。 5．直流电动机电枢的电流由负载决定。 6.转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历快速进入饱和、饱和、退饱和三种情况 7．无静差直流调速系统的实质是调节器包含积分环节。 8．调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。9．电流截止负反馈环节的作用，是为了解决反馈闭环调速系统起动和堵转时__电流过大______的问题。 10．直流电机的调速的G-M系统可用于四象限运行。 12、P、PI、PID、PD调节器的中文全称为：比例，比例积分，比例积分微分，比例微分。 13．对于转速阶跃响应无静差的双环调速系统，ASR和ACR中的ASR 必须选P、PI、PID三类调节器中的PI 或PID 调节器, 调节系统为Ⅱ型系统。14．调节直流电动机的转速的方法有：调节电枢电压；调节电枢回路电阻；减弱励磁磁通。 15．直流电机的调速的G-M，V-M，PWM系统中文全名是：旋转变流机组电动机调速系统；静止式晶闸管整流器；脉冲宽度调制。17．SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。 18..通常电机的数字测速方法有三种，分别是M法、T法和M/T法。 19. 调速系统转速控制的三个基本要求是调速、稳速和加减速。20．V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器. 21．在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。
课题：转速开环恒压频比控制的交速 姓名：谢海波 学号：P091812925 专业班级：电气工程及其自动化（3）班 西北民族大学电气工程学院 转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统
摘要：转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，并且使用方便，是通用变频器的基本模式。采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率基本不变，所以电动机的机械特性较硬，电动机有较好的调速性能。异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速时转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速时效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果.下文在详细分析交流异步电动机变频调速的原理基础上，应用MATLAB/SIMULINK仿真软件，实现了转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统的仿真，并且详细分析了仿真结果。 关键词：异步电动机；变频调速；MATLAB 仿真 1．仿真系统说明 本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。在进行电动机调速时，常须考虑的一个重 要因素，就是希望保持电动机中每极磁通量为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用 电机的铁芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰 当的补偿，保持不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通由定子和转子磁动势合成产生，要保持磁通恒定就要费一些周折。 2．变频调速控制方式和原理 转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，在异步电动机调速时，总希望保持主磁通为额定值。由异步电机定子每相电动势有效值可知，如果略去定子阻抗下降，有 （1） 由(1)式知，若定子端电压不变，随着升高，将减小。又由转矩公式 知，在相同的情况下，减小会导致电动机输出转矩下降，严重时会使电动机堵转。因此， 在变频调速过程中应该同时改变定子电压和频率，以保持主磁通不变。而如何按比例改变电压和频率，要分基频以下和基频以上两种情况。 2.1基频以下调速 恒定压频比调速要求；当相对较高时，可忽略定子电阻那么最大实用转
电阻应变式压力传感器工作原理细解 201１—10-14 １5：37元器件交易网 字号： 中心议题: 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统得软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案： 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出得模拟变量，然后用IＮA11８放大器将此信号放大,用7７15A/D 进行模数转换，将转换完成得数字量经单片机处理,最后由LCD 将其显示，采用LM３34 做得精密5 V 恒流源为电桥电路供电,完成了微压力传感器接口电路设计,既能保证检测得实时性，也能提高测量精度。 微压力传感器信号就是控制器得前端，它在测试或控制系统中处于首位，对微压力传感器获取得信号能否进行准确地提取、处理就是衡量一个系统可靠性得关键因素.后续接口电路主要指信号调节与转换电路,即能把传感元件输出得电信号转换为便于显示、记录、处理与控制得有用电信号得电路。由于用集成电路工艺制造出得压力传感器往往存在:零点输出与零点温漂，灵敏度温漂,输出信号非线性,输出信号幅值低或不标准化等问题。本文得研究工作，主要集中在以下几个方面： (1）介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统得组成与工作原理。
（2）系统得硬件设计，介绍主要硬件得选型及接口电路,包括Ａ/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3）对系统采用得软件设计进行研究，并简要阐述主要流程图,包括主程序、A/Ｄ转换程序、16０2显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器就是由电阻应变片组成得测量电路与弹性敏感元件组合起来得传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面得电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值得变化。这样弹性体得变形转化为电阻应变片阻值得变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接,两输入端施加一定得电压值，两输出端输出得共模电压随着桥路上电阻阻值得变化增加或者减小。一般这种变化得对应关系具有近似线性得关系。找到压力变化与输出共模电压变化得对应关系,就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂得电阻状态都将改变，电桥得电压输出会有变化. 式中：Uｏ为输出电压，Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔＲi 〈
编号：（ ）字 号 本科生毕业设计 题目： 姓名： 学号： 班级： 二〇一四年六月 基于PCS7的变桨距风力发电机组 偏航控制系统设计
xx 矿业大学 本科生毕业设计 姓名：学号： 学院：信息与电气工程学院 专业：电气工程与自动化 设计题目：基于PCS7变桨距风力发电机组偏航控制系统设计指导教师：职称：教授 二〇一四年六月徐州
xx矿业大学毕业设计任务书 学院信电学院专业年级电气工程与自动化2010级姓名 任务下达日期：2013年12月30日 毕业设计日期：2013年12月30日至2014年6月10日 毕业设计题目：基于PCS7变桨距风力发电机组偏航控制系统设计毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 1、了解风力发电机组工作的基本原理； 2、掌握WinCC和STEP 7软件； 3、掌握基本过程控制策略； 4、构建偏航控制系统及其控制策略； 5、翻译英文文献一篇。 院长签字：指导教师签字： 年月日
xx矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力； ③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：指导教师签字： 年月日
xxx矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度； ⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：评阅教师签字： 年月日
一、设计目的： 通过对一个使用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求： 设计控制系统，根据控制磁通不变的方法，对恒压频比的系统设计方案进行论证。画出系统原理图，进行元器件的选择和相关参数的计算。 三、总体设计： 异步电动机变频调速系统 在电动机调速时，一个重要的因素是希望保持每级的磁通量m Φ为额定值不变，磁通太弱没有充分利用电机的铁心，是一种浪费，若要增大磁通，又会使铁心饱和。从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电机。励磁系统是独立的，只要对电枢反应的补偿合适，保持磁通m Φ不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通是定子和转子磁势合成产生的。 我们知道，三相异步电机定子每相电动势的有效值是： 1114.44g N m E f N k =Φ （1） 式中g E ——气隙磁通和定子每相中感应电动势有效值，单位为V ； 1f ——定子频率，单位为Hz ； 1N ——定子每相绕组联匝数； 1N k ——基波绕组系数； m Φ——每极气隙磁通量，单位为Wb ； 由式（1-1）可知，只要控制好g E 和1f ，便可达到控制磁通m Φ的目的，对此，需要考虑额定频率以下和额定频率以上两种情况。 1.1额定频率以下调速 由式（1-1）可知，要保持m φ不变，当频率1f 从额定值1n f 向下调节时，必须同时降低g E ，使1g E f =常值，即采用恒定的电动势频率比的控制方式。 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认定定子相电压 1g U E ≈ 则得： 11 U f =常值，这是恒压频比的控制方式。
动态压差平衡阀的工作原理及使用方法 发布时间：2010-5-27 编辑：wenjie 来源：直接进论坛 动态压差平衡阀，亦称自力式压差控制阀、差压控制器、压差平衡阀等，它是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变，它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，即当系统的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控系统压差增大反之，当压差减小时，阀门自动开大，压差仍保持恒定。 动态压差平衡阀的工作原理： 该阀由阀体，阀盖，阀芯弹簧，控制导管，调压器组成，阀门安装在供热管路的回水管上，阀门上的工作腔通过控制管与供水管连接。消除外网压力波动引起的流量偏差，当供水压力P1增大，则供水压差P1-P3增大，感压膜带动阀芯下移关小阀口，使P2增大,从而维持P1-P2的恒定。当供水压力P1减小则感压膜带动阀芯上移，P2减小，使P1-P2恒定不变。无论管路中压力怎样变化，动态压差平衡阀均可维持施加于被控对象压差和流量恒定。 动态压差平衡阀的使用方法： 1、介质流动方向应与阀体箭头方向一致； 2、该阀应安装在回水管上，阀上接导压管，导压管的另一端与供水管连接，建议在导压管供水端安装1/2"球阀，以便启动消除堵塞功能； 3、在导压管前的供水管上应安装过滤网，避免水质太差造成该阀失去自动调节功能； 4、供水管和该阀前的回水管应分别装设压力表，便于调节控制压差; 5、如发现该系统流量过大或过小，可能的原因是管道元件安装时的杂物卡阻在阀塞上，可将1/2"球阀关闭3—5分钟，这时如果是较轻堵塞，即可自动消除，如还不能消除，则要拆开阀门[1]检查消除堵塞物； 6、控制压差调节方法：逆时针方向调节调压阀杆，观察压差。
重庆文理学院电子电气工程学院 专业课程设计论文 题目转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统 专业电气工程与自动化 姓名 班级 学号 2011年月日
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统 转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统 摘要：异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速是转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速是效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果. 本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。文章在详细分析交流异步电动机变频调速的原理基础上，应用MATLAB/SIMULINK仿真软件，实现了转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统的仿真，并且详细分析了仿真结果。 关键词：异步电动机；变频调速；MATLAB 仿真 2
2008级电气工程与自动化专业课程设计论文 3 1引言 异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速是转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速是效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果. 本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。 在进行电动机调速时，常须考虑的一个重要因素，就是希望保持电动机中每极磁通量为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，保持不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通由定子和转子磁动势合成产生，要保持磁通恒定就要费一些周折。 2变频调速的原理 在异步电动机调速时，总希望保持主磁通 为额定值。由异步电机定子每相电动势有效值可知，如果略去定子阻抗下降，有 （1） 由(1)式知，若定子端电压不变，随着升高， 将减小。又由转矩公式知，在相同的情况下，减小会导致电动机输出转矩下降， 严重时会使电动机堵转。因此，在变频调速过程中应该同时改变定子电压和频率，以保持主磁通不变。而如何按比例改变电压和频率，要分基频以下和基频以上两种情况。 2.1基频以下调速 恒定压频比调速要求；当相对较高时，可忽略定子电阻那么最大实用转矩公式为；由于，为了保证变频调速时电动机过载能力不变，需要满足变频前后 ，即
大型风力发电机组变桨距控制系统探究 发表时间：2017-10-23T17:09:49.417Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：宋德喜 [导读] 摘要：随着可持续发展战略的提出，我国正在大力开发清洁能源，风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约资源，而且可以减少环境污染，保护生态环境，因此，风电产业得到了迅速的发展。 （龙源陕西风力发电有限公司陕西西安 710065） 摘要：随着可持续发展战略的提出，我国正在大力开发清洁能源，风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约资源，而且可以减少环境污染，保护生态环境，因此，风电产业得到了迅速的发展。本文针对大型风力发电机组变桨距控制系统进行了简单的探究，以提出对风力发电技术有用的建议。 关键词：风力发电机组；变桨距控制系统；探究 风力发电作为一种具有良好经济效益和社会效益的新能源，越来越受到各国的重视。变桨距控制技术成为了当前风力发电技术的发展趋势和方向。而变桨距控制系统作为大型风力发电机组控制系统的核心部分之一，对机组稳定、安全、高效的运行具有重要的作用，稳定的变桨距控制已成为了大型风力发电机组控制技术的研究热点和难点之一。本文主要讨论大型风力发电机组变桨距控制系统的详细情况，为我国风力发电机组变桨距控制系统的国产化研究提供一些设计思路和理论方法。 一、变桨距机构和变桨距控制策略 （一）变桨距机构 变桨距机构是通过改变安装在轮毂上的叶片桨距角的大小，使叶片剖面的攻角发生变化来迎合风速变化，从而改变叶片气动特性，使桨叶和整机的受力状况大为改善，变桨距机构的特点是：叶片的桨距角可以随时进行自动调节。风力发电机起动时，可以通过改变桨距角来获得足够的起动转矩；风速过高时，叶片可以沿纵轴方向旋转，改变气流对叶片的攻角，从而改变获得的空气动力转矩，控制吸收的风能，以保持一定的输出功率，同时减少风力对整个机组的冲击。在并网过程中，变桨距控制还可以实现快速无冲击并网。变桨距控制系统与变速恒频技术相结合，可以提高整个风力发电系统的发电效率和电能质量。 （二）变桨距控制策略 对于大型风力发电来说，控制策略的优越与否将决定风力发电的经济效益和社会效益。由于风能资源在不同的地域，因不同的海拔、温度以及地理环境下产生的气流速度是不一样的，因此，风能是一种稳定性较差的能源，随机变化的风速将对桨叶产生大小不断变化的气动力，导致风轮回转平面捕获到的风能的大小处于不断变化之中，风力机的输出功率也随着风速的变化而变化，当这种变化很剧烈时就会对风力发电机组的机械结构造成损伤，减少风电机组的工作寿命。因而要提高风电机组的功率调节能力。针对目前广泛使用的变桨距风力发电机组，其控制策略应以额定风速为界，在高于额定风速阶段通过调节桨叶的桨距角来限制风力机捕获的风能，使其输出功率稳定在额定功率附近；在低于额定风速阶段，保持桨距角为0，使风能利用系数为最大值，风力机的输出功率随风速变化而变化，因此要保持风力发电机组运行在最佳叶尖速比，跟踪最大功率点。 二、变桨距控制原理及运行过程 （一）变桨距控制原理 变桨距控制技术简单地说就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风能捕获的气动转矩和气动功率。目前国内外大型风力发电机组变桨距控制的方法有两种，一是统一变桨距控制，它的意思是说，风力机所以叶片的节距角均同时改变相同的角度，它是最先发展起来的变桨距控制方法，是目前应用最为成熟的方法；二是独立变桨距控制，它是指风力机的每支叶片根据自身的控制规律独立地变化节距角。 （二）变桨距控制系统的运行过程 根据风速的大小，变桨距的运行过程可分为4个阶段。在风速小于切入风速时，机组不产生电能，桨距角保持在90°；在风速高于切入风速时，桨距角转到0°，机组开始并网发电，并通过控制变流器调节发电机电磁转矩使风轮转速跟随风速变化，使风能利用系数保持最大，捕获最大风能；在风速超过额定值后，变桨机构开始动作，增大桨距角，减小风能利用系数，减小风轮的风能捕获，使发电机的输出功率稳定在额定值；在风速大于切除风速时，风电机组抱闸停机，桨距角变道90°以保护机组不被大风损坏。 三、大型风力发电机组变桨距控制的方式 目前大型风力发电机组的变桨方式可以分为两种，分别是液压变桨距系统和电动变桨距系统。液压变桨距系统用液体压力驱动执行机构；电动变桨系统用伺服电机驱动齿轮实现变距调节功能。 （一）液压变桨距系统 液压变桨距系统由电动液压泵作为工作动力，液压油作为传递介质，电磁阀作为控制单元，将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动，以此来实现桨叶的变桨距。液压变桨距系统是一个自动控制系统，它由桨距控制器、液压动力泵、数码转换器、变桨系统蓄压器、旋转接头和位移传感器等组成。由于驱动形式的不同，液压变桨距风机又可以分为叶片单独变距和叶片统一变距。 大型风力发电机组上的液压变桨距系统通常要完成3个任务：一是偏航制动。浆叶要保持迎风方向，根据风向随时调整，调整后要锁定，这要靠液压夹紧油缸完成，液压站要长时间保压,尽量减少启动次数。二是主轴制动。紧急情况下不需要主轴旋转，要依靠液压缸夹紧主轴，在布置上与偏航是一样的。三是桨叶变距。根据风速，调节桨叶的迎角，充分利用风力，风速过大时，要自动顺桨，甩掉负荷，避免风车被吹倒。因为随时风速都在变化，浆叶的迎角也要时刻微调，液压上依靠比例阀的调节频繁改变油缸推力和位移，通过机械机构放大，从而改变桨叶角度。 液压变桨距系统的工作过程是：控制系统根据当前的风速，通过预先编制的算法给出电信号，该信号经液压系统进行功率放大，液压油驱动液压缸活塞运动，从而推动推杆、同步盘运动，而同步盘则通过短转轴、连杆、长转轴推动偏心转动，偏心盘带动叶片进行变距。（二）电动变桨距系统 电动变桨距系统主要由动力源电动机、控制模块、蓄电池与执行机构减速器、齿轮等组成，具有代表的厂商有GE、金风和华锐等。（三）液压变桨距系统和电动变桨距系统的比较
《交流调速》课程综合复习资料 一、选择题 1．以下生产生活设备中，重点强调调速的目的不是节能需要的是（）。 A．抽油机B．风机C．风扇D．泵类 2．恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，当s接近1时，Te = f（s）是对称于原点的一段（）。 A．直线B．斜线C．双曲线D．对角线 3．晶闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的（）。 A．1/3～1/2 B．1/2～1 C．1～2倍D．2～3倍 4．PWM技术是指（）。 A．脉冲幅度调制B．脉冲频率调制C．脉冲宽度调制D．脉冲数量调制 5．通用变频器的检测环节包括（）。 A．电流检测B．温度检测C．电压检测D．以上都是 6．（）是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。 A．基本频率B．最大频率C．跳跃频率D．起动频率 7．单相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．直流母线电流C．直流母线功率D．交流母线电压。 8．转速开环控制的变压变频系统中，通常在工作频率设定之后加一个（）限定环节。 A．频率B．电压C．频率变化率D．电压变化率 9．变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低，会影响电机的带负载能力的根源是（）。 A．气隙磁通变大B．气隙磁通变小C．转子磁通变大D．转子磁通变小 10．恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比，最大转矩（）。 A．更小B．更大C．相同D．未知 11．三相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．PWM方式C．A和B D．A或B 12．转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有（）。 A．测压环节B．测速环节C．测流环节D．测功环节 二、简答分析题 1．坐标变换是矢量控制的基础，试分析交流电动机矢量变换的基本概念和方法。 U、电源2．简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式，说明基频以下和基频以上，定子电压 s
变桨控制系统培训教材 1. 变桨控制系统概述 图1 变桨系统 变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电机，齿轮箱和变桨轴承。从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风机的功率控制。如果一个驱动器发生故障，另两个驱动器可以安全地使风机停机。 变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。在90度迎角时是叶片的工作位置。在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎角方向变化而达 轮毂 变桨轴承 变桨驱动器 雷电保护装置 变桨控制柜 撞块装置 限位开关装置
到限制功率。一般变桨角度范围为0～86度。采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点以前的功率输出饱满、额定点以的输出功率平滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度进行控制。 变桨控制系统有四个主要任务： 1.通过调整叶片角把风机的电力速度控制在规定风速之上的一个恒定速 度。 2.当安全链被打开时，使用转子作为空气动力制动装置把叶子转回到羽状 位置（安全运行）。 3.调整叶片角以规定的最低风速从风中获得适当的电力。 4.通过衰减风转交互作用引起的震动使风机上的机械载荷极小化。 2.变桨轴承 图2 变桨轴承和驱动装置变桨轴承 变桨驱动装置
变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。其内齿圈与变桨驱动装置啮合 运动，并与叶片联接。 工作原理 当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动从而改变叶片对风 向地迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升力，以达到控制作用 在叶片上的扭矩和功率的目的。 变桨轴承的剖面图 6 一 12345 7 图3 变桨轴承的剖面图 从剖面图可以看出，变桨轴承采用深沟球轴承，深沟球轴承主要承受纯径向 载荷，也可承受轴向载荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。 位置1：变桨轴承外圈螺栓孔，与轮毂联接。 位置2：变桨轴承内圈螺栓孔，与叶片联接。 位置3：S标记，轴承淬硬轨迹的始末点，此区轴承承受力较弱，要避免进入
毕业论文 风力发电变桨距控制系统研究 学生姓名：XXXX学号：XXXXXX 系部：自动化 专业：自动化 指导教师：XXXXX 二〇一一年六月
诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年月
摘要 能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。传统的化石燃料虽能解决能源短缺的问题，却给环境造成了很大的破坏，而风能具有无污染、可再生、低成本等优点，所以其受到世界各国的重视。 可靠、高效的风力发电系统的研发己经成为新能源技术领域的热点。然而，因为风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行，并且要求控制系统有高可靠性。所以对风力发电机组尤其是大型风电机组的控制技术的深入研究就具有相当重要的意义。 本文首先在对风力发电原理，风电机组研究的基础上从变桨距风力机空气动力学研究入手，分析了变桨距控制的基本规律，再结合目前国内主流的变桨距控制技术分别设计出了液压变桨距控制，电动变桨距控制的方案，最后在此基础上提出了一种较为理想的控制策——半桨主动失速控制。 关键词：风力发电，变桨距控制，伺服系统
Abstract Energy and environment is the human survival and development of the pressing problems which should be solved. The traditional fossil fuel can solve the energy shortage, but give environment caused the most damage, and wind have clean, renewable and low cost, so its advantages by world attention. Reliable and efficient wind power generation system research and development have already become the hot new energy technologies. However, because the wind is instability, energy density characteristics such as low and randomness, and wind power plant are usually located in remote areas and even at sea, natural condition is poor, so ask its control system must be able to realize automatic operation, and asked for the control system had high reliability. So for WTG especially large wind generator control technology research is of vital significance. This paper firstly in the principle of wind power generation, based on the study of the wind generator from getting away from a wind turbine propeller air dynamics research, analyses from the basic control variable OARS, coupled with the current domestic law change from the mainstream of the OARS were designed control technology from control hydraulic change propeller, electric control scheme of variable propeller from last, based on this, advances a more ideal control strategy - half oar active stall control. Keywords: Wind power, From control variable oar ,Servo system
《交流调速系统》课后习题答案 第 5 章 闭环控制的异步电动机变压调速系统 5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率m P 中，有一部分是与转差成正比的转差功率s P ，根据对s P 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。 答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统 效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。 1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。 2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。 3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。 5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW ，频率为50Hz ，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率为6.32kW ，定子铜损耗为341W ，转子铜损耗为237.5W ，铁心损耗为167.5W ，机械损耗为45W ，附加损耗为29W ，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。 解：87.032 .65.5==η，因为rpm 1500250606010=?==p f n ， 由已知条件得电磁功率为kw 8115.5=m P ，所以有041.08115 .52375.0== s 所以rp m 1439)041.01(150000=-=-=sn n n
电阻应变式压力传感器工作原理细解 2011-10-14 15:37元器件交易网 字号： 中心议题： 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统的软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案： 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出的模拟变量，然后用INA118放大器将此信号放大，用7715A/D 进行模数转换，将转换完成的数字量经单片机处理，最后由LCD 将其显示，采用LM334 做的精密5 V 恒流源为电桥电路供电，完成了微压力传感器接口电路设计，既能保证检测的实时性，也能提高测量精度。 微压力传感器信号是控制器的前端，它在测试或控制系统中处于首位，对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路，即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在：零点输出和零点温漂，灵敏度温漂，输出信号非线性，输出信号幅值低或不标准化等问题。本文的研究工作，主要集中在以下几个方面：
(1)介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统的组成和工作原理。 (2)系统的硬件设计，介绍主要硬件的选型及接口电路，包括A/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3)对系统采用的软件设计进行研究，并简要阐述主要流程图，包括主程序、A/D 转换程序、1602显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接，两输入端施加一定的电压值，两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系，就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂的电阻状态都将改变，电桥的电压输出会有变化。 式中：Uo 为输出电压，Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔRi <
CWK-11型波纹管压差控制器 ?概述 CWK-11型波纹管压差控制器是用于制冷系统中氨泵或其它机械的保护装置。它能保证氨泵正常运转时所必须具有的最低压头。氨泵压头太低说明流量不足，缺液运行将损坏氨泵和影响降温。 CWK-11型控制的是氨泵的真实压头，与进口压力、出口压力的绝对值无关，当两端的压差也就是氨泵压头达不到所要求的设定值时，CWK-11型即接通 延时继电器自动延时，延时期间压力回升，能使开关触头跳回，则停止延时，氨泵继续正常工作，如直到延时结束，压力仍不能使开关触头跳回，即自动停泵。 CWK-11 型本身不具有延时机构，需外接延时继电器。波纹管、气箱均采用不锈钢制成，不仅可用于氨泵，也可用于其它液泵。 ?主要技术参数 1 、压差调节范围：0.01~0.15MPa 2、开关差值：＜0.01MPa 3、电源：AC220V或380V触头容量380V、3A （无感负载） 4、波纹管最大承受压力：1.0MPa ?工作原理 CWK-11型压差控制器是由两个相对的敏感元件（波纹管）组成，主刻度调节花盘在壳体内。氨泵刚起动时两端尚未建立压差，为不使压差控制器在此时动作，必须加接延时继电器，经一定时间的延时，压差建立后，底部气箱内波纹管压缩，产生位移，通过杠杆作用，使开关动作。运转时，若压头达不到或等于所调指示值，弹簧力使底部波纹管伸长，杠杆下移，开关跳回，接通延时继电器。 ?使用与调节 1、CWK-11型压差控制器的底部气箱为低压箱，低压箱接管连至氨泵的进氨管路上，控制器的下部气箱为高压端，高压端接管与氨泵的出氨管路联接。
2、刻度板上指针指示值表示控制器的下限位数值，即表示氨泵能够安全运转的最低压头，上限位数值等于指针指示值加开关差值。 3、氨泵刚起动时，压差尚未建立，开关触头处于下限位指针设定值，一通电即开始延时，在规定的时间内，压差达到上限位数值开关触头变位，延时停止，氨泵投入正常运转。若达到设定的延时时间，氨泵压差仍达不到上限位置，延时继电器立即动作，切断氨泵电源，保护了氨泵安全。 出厂设定值0.05MPa （下限位） 上限位值0.05MPa加开关差值 起动时，一接通电源，外接延时继电器开始延时，高于上限位置，延时停止，氨泵正常转动，若延时终了仍达不到上限位值，停泵、报警。 运转时，高于上限位值，氨泵正常运转，低于指针指示值，开始延时，压力回升高于上限位值，延时停止，正常运转。在延时期间，压力虽回升高于0.05MPa但未达到上限位值，仍属延时期内。若延时终了仍达不到上限位值，停泵、报警。 4、氨泵的石墨轴承需要氨液润滑，屏蔽氨泵的电机也需要氨液冷却，能够保证氨泵不发生损坏的最低压头即为所调压力差的最低值，欠压运行所允许的最长时间，即为延时的时间。 调定压差设定值时，尚需参考系统运行情况，如调得太低，泵虽也能运转，但气蚀严重，压头长久建立不起来，不如停泵抽气，然后重新起动，如调得较高，本系统的泵往往要在调定的延长时间以后数秒才能达到，容易自动停车，使泵起动不了。总之，应根据本系统情况调在适当数值。 5、调整指针设定值，须取下表盖，拨动调节盘，逆时针方向旋转为压紧弹簧，加大压差指示，顺时针方向旋转为放松弹簧，减小压差指示。 6、CWK-11型压差控制器本身不带延时机构，须外接延时继电器，通常延时时间为10 秒。 7、CWK-11 型压差控制器接在氨泵两侧，直接与低温氨液接触，壳体经常处于结霜状态。为了防止氨气侵入控制器内腐蚀零件，安装时，先检查表盘是否密封压紧，注