《同步电机》课件 (2)

同步电机复习题一

一、填空

1. 在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

答 交轴

2. 同步发电机并网的条件是：（1） ；（2） ；（3） 。

答 发电机相序和电网相序要一致，发电机频率和电网频率要相同，发电机电压和电网电压大小要相等、相位要一致

3. 同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应；同步电动机在过励时向电网输出 ，产生 电枢反应。

答 超前无功功率，直轴去磁，滞后无功功率，直轴增磁

4. 同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是

和 空间夹角。

答 主极轴线，气隙合成磁场轴线，励磁电动势，电压

5. 凸极同步电机转子励磁匝数增加使qX和dX将 。

答 增加

6. 凸极同步电机气隙增加使qX和dX将 。

7. 答 减小

8. 凸极同步发电机与电网并联，如将发电机励磁电流减为零，此时发电机电磁转矩为 。

答 2qdmU11()sin22XX

二、选择

1. 同步发电机的额定功率指（ D ）。

A 转轴上输入的机械功率； B 转轴上输出的机械功率；

C 电枢端口输入的电功率； D 电枢端口输出的电功率。

2. 同步发电机稳态运行时，若所带负载为感性8.0cos，则其电枢反应的性质为（ C ）。

A 交轴电枢反应； B 直轴去磁电枢反应；

C 直轴去磁与交轴电枢反应； D 直轴增磁与交轴电枢反应。

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＪＩＡＮＧＳＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｆＮａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　■Ｌ一　—Ｊ——’●　●　

两电机同步系统的神经网络控制　

刘星桥，陈　冲，刘国海，陆秀银　

（江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江２１２０１３）　

摘要：在对两台感应电机同步系统模型分析的基础上，依据同步系统的结构特点和控制要求，结合　

人工神经网络的非线性映射、自适应、自学习等能力，提出一种新的基于神经网络的两电机同步系　

统控制方案，其中神经网络控制器由基于ＲＢＦ网络整定的自适应ＰＩＤ控制器和神经元解耦补偿器　

两部分组成．两个自适应ＰＩＤ控制器分别对速度控制回路和张力控制回路进行自适应控制，使系统　

具有更强的适应能力、更好的实时性和鲁棒性；神经元解耦补偿器综合两控制回路的耦合作用，通　

过训练网络权值，补偿各回路之间的耦合影响，实现速度和张力的解耦．试验结果表明：采用神经网　

络控制方法可以实现两电机同步系统中速度和张力的解耦控制，系统具有良好的动静态性能．　关键词：感应电机；神经网络；ＲＢＦ网络；自适应控制；解耦控制；速度；张力　

中图分类号：ＴＰ２７３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１—７７７５（２００８）０３—０２４０—０４　

Ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｗｏ—ｍｏｔｏｒ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ　

ＬＩＵ　Ｘｉｎｇ—ｑｉａｏ，ＣＨＥＮ　Ｃｈｏｎｇ，ＬＩＵ　Ｇｕｏ—ｈａｌ，ＬＵ　Ｘｉｕ—ｙｉｎ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｍｏｄｅｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ—ｍｏｔｏｒ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕ—　

微电机　

永磁同步电机二阶滑模控制　

张冀，张兴华　

（南京工业大学自动化学院，南京２１０００９）　

摘要：针对受参数不确定性和负载扰动影响的永磁同步电机速度控制问题，采用二阶滑模控制的螺　

旋算法来设计速度控制器，并利用实时鲁棒微分器来估算控制器所需要的转速微分信号。这种二阶滑　

模控制方法将不连续控制作用滑模量的高阶微分上，理论上可以消除抖振。仿真和实验结果表明，该　

方法对于负载扰动和参数的变化具有较强的鲁棒性，同时也有效地削弱了抖振现象。　

关键词：二阶滑模控制；永磁同步电机；螺旋算法；鲁棒微分器　中图分类号：ＴＭ３５１；ＴＭ３４１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—６８４８（２０１０）０５．００６２．０４　

Ｓｅｃｏｎｄ　Ｏｒｄｅｒ　Ｓｌｉｄｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒ　

ＺＨＡＮＧ　Ｊｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎｇ—ｈｕａ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１　０００９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｏｔｏｒ　ｗａｓ　ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｕｎｅｅｒ－　ｔａｉｎｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｌｏａｄ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ．ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａ　ｓｐｅｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｌａｗ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｌｉｄｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｗｉｓ．　ｔｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｎｄ　ａ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｒｏｂｕｓｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｅｓｔｉｍａｔｅ　ｔｈｅ　ｉｎｐｕｔ　ｓｉｇｎａｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌ　ｌａｗ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｐｐｒｏａｃｈ，ｔｈｅ　ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ａｃｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｏｒｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｌｉｄｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｅｌｉｍｉｎ．ａｔｅｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｈａｓ　ｖｅｒｙ　ｓｔｒｏｎｇ　ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ　ｔｏ　ａｎｔｉ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ａｎｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ　ｉｓ　ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ　ａｓ　ｗｅｌ１．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｓｅｃｏｎｄ　ｏｒｄｅｒ　ｓｌｉｄｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＭＳＭ；Ｔｗｉｓｔｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；Ｒｏｂｕｓｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ　

§4.2 用标幺值表示的同步电机d q 0 方程

在同步电机的瞬态分析中，通常采用标幺值，就是各物理量的实在值与选定的该物理量的基值的比值。利用标幺值分析、计算，数量级的概念比较清楚，部分公式可以简化，计算比较方便。对于同步电机，适当选择转子各量的基值，还可以使定、转子之间的互感变为可逆。

（一） 定子各量的基值

同步电机定子各量的基值是惯用、统一的，通常选择额定值作为基值。例如：

1） 定子电流基值bi—选为定子额定相电流幅值。

2） 定子相电压基值bu—选为定子额定相电压幅值。

3） 定子阻抗基值bZ—bbbiuZ

4） 顶子功率基值bS—选为电机三相额定容量（VA）。bbbiuS23

5） 角频率基值b—选定为定子的额定角频率s

6） 定子磁链基值bbbu

7） 定子磁链基值bbbZL

8） 角速度基值b—选为同步角速度，pbb

9） 转矩的基值bT—在基值角速度下，产生基值功率的转矩bbbST 上一节 10） 时间基值bt—在基值角频率下，产生一个电弧度所需时间bbt1

时间的标幺值ttttsb* *sinsintts

（二） 转子基值的选择

转子各量基值的选择原则是：用标幺值表示时，所有方程式的形式最好与原先的方程式形式一致，为达到这一要求，转子各基值之间满足下列关系：

rbbrbu rbrbrbiL

rbbrbLZ bbrbrbiuiu

式中下标r表示转子的任一电路，b表示基值。这样，一旦选定转子各个电路的电流基值rbi，转子的电压基值、磁链基值、电感基值和阻抗基值将随之确定：

rbbbrbiiuu

rbbbrbii

2rbbbrbiiLL 2rbbbrbiiZZ