流速仪检定车同步电机调速瞬态过程分析

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1、万方数据第23卷第7期电子设计工程2015年4月』!!竺!丝．．!—!!竺：!!．一：——曼!!!!竺里垫旦!!垫里垦旦蒸翌呈!塑翌曼垒旦!：兰Q!!流速仪检定车同步电机调速的瞬态过程分析金玉虹1，顾倩2，褚泽帆2(1．南京水利水文自动化研究所江苏南京210036；2．河海大学计算机与信息学院，江苏南京211100)摘要：基于现有流速仪检定车调速系统不能满足声学多普勒流速仪检定规程，流速仪检定车的调速系统需要重新设计。通过调速电机分析比较，同步电机变频调速对流速仪检定车的调速系统最为适合。同步电机为恒转速电机，但负载变化会引起同步转速下功率角的摆动。针对不同性质的负载对同步转速的影响，通

2、过分析同步电机瞬态过程特性，并结合反馈控制电路实验，得出利用反馈控制提高同步电机瞬态过程特性的结论。关键词：流速仪检定车；同步转速；功率角；瞬态过程；反馈控制中图分类号：TN99文献标识码：A文章编号：1674—6236(2015)07枷18-04TransientprocessanalysisonsynchronousmotorvelocitymodulationofcurrentmeterscalibrationvehicleJINYu-hon91，GUQian2，CHUZe-fan2(1．NanjingWaterConservancyandHydrologyAutomationIn

3、stitute，Nanjing210036，China,"2．TheComputerandlnformatwnco如伊ofHohaiUniversity,Nanjing210098，China)Abstract：TheexistingCurrentMetersCalibrationVehicleVelocityGoverningSystemfcMCVVGS)cannotsatisfytheverifica-tionproceduresoftheacousticsDopplercurrentmeters’CMCVVGSneedtoberedesigned．Throughanalysisan

4、dcomparisonoftheadjustable-speedmotors,synchronousmotorfrequencycontrolinCurrentMetersCalibrationVehicle(CMCV)isgenerallyconsideredtobethemostsuitablemethod．Synchronousmotorisaconstantvelocitymotor,buttheloadchangewillleadtotheswingofpowerangleunderthesynchronousvelocity．Byanalyzingthecharacteris

5、ticsofthetransientprocessofthesyn-chronousmotorsandcombinewiththesimulatedexperimentsofcontrolcircuit,reachingtheconclusionthatfeedbackcontrolCanimprovethetransientprocesscharacteristicsofsynchronousmotors．Keywords：CMCV；synchronousspeed；powerangle；transientprocess；feedbackcontrol随着现代电子技术的发展，变频调速已

6、经得到普遍应用。由于同步电机是恒转速型电机，同步电机变频调速应用于流速仪检定车，将使检定车的速度精度和速度稳定性得到很大提高【l-21。变频器控制的同步电机是一个开环系统，它不需要信号反馈到与变频器输出频率有关的基准振荡器上，所以没有通常系统的稳定性问题。这种变频器没有频率调整问题，负载的稳态或瞬态变化都不影响振荡器的频率。在一定程度上改变交流电网的电压和频率并不改变变频器的输出频率，也不改变同步电机的转速，只要变频器的输出频率精确就能保证同步电机的转速精确[3-51。虽然流速仪检定车采用同步电机变频调速，电机的稳态转速能够保持恒定不变，但负载的突然变化可能导致瞬时偏离同步转速。另一方面

7、，变频器输出电源的波形是脉宽调制正弦波，由于脉宽调制正弦波并非连续波形，用它驱动同步电机(包括异步电机)也会产生转矩脉动。收稿日期：2014—04—29稿件编号：2014042631转速脉动由于变频器输出电源的波形是脉宽调制(PWM)正弦波，并非连续波形，电机会存在一定转矩脉动，见图1。通过实验发现：这种脉动在频率低和电机转动惯量小时尤为突出。图1PWM正弦波Fig．1PWMsinewave当同步电机用非正弦波电源供电时，电源的高次