运动控制系统讲课稿.ppt

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1、运动控制系统间接变频器和直接变频器的结构区别变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC50Hz~整流交-直-交（间接）变压变频器交－交变频AC50Hz~ACCVCFVVVF交-交（直接）变压变频器变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)PWM逆变器DCACAC50Hz~调压调频C普通间接变频器和PWM间接变频器变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC50Hz~整流普通交-直-交（间接）变压变频器交-直-交PWM变压变频器PWM变压变频器

2、的优点（1）在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调节电压和频率，结构简单。（2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。（3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动态性能也得以提高。（4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的影响。交-交变频器的控制方式整半周控制方式正、反两组按

3、一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压u0，u0的幅值决定于各组可控整流装置的控制角，u0的频率决定于正、反两组整流装置的切换频率。调制控制方式为获得正弦波输出，就必须在每一组整流装置导通期间不断改变其控制角。b）方波型平均输出电压波形tu0正组通反组通正组通反组通单相电路结构与输出电压波形VRVFId-Id+--+a)电路结构负载50Hz~50Hz~u02AOwta=a=0p2a=pBCDEFu0图6-14交-交变压变频器的单相正弦波输出电压波形输出电压波形交-直-交变频器和交-交变频器

4、的区别间接变频器输入功率因数高谐波电流含量小最高输出频率可调用于中小容量、中高转速的调速系统直接变频器输入功率因数较低谐波电流含量大最高输出频率不超过电网频率的1/3~1/2用于轧机主传动、球磨机、水泥回转窑等大容量、低转速的调速系统2、电压源型和电流源型逆变器电压源型和电流源型逆变器在结构上有何区别？电压源型与电流源型逆变器在本质上有何区别？两种类型逆变器结构LdIdCdUdUd++--a)电压源逆变器b)电流源逆变器图6-15电压源型和电流源型逆变器示意图电压源与电流源型逆变器的区别电流源型逆变器

5、（CurrentSourceInverter--CSI），直流环节采用大电感滤波，直流电流波形比较平直，相当于一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，或简称电流型逆变器。电压源型逆变器（VoltageSourceInverter--VSI）直流环节采用大电容滤波，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或阶梯波，有时简称电压型逆变器。电压源与电流源型逆变器的区别电压源型电流源型无功能量的缓冲电容器电感器能量的回馈实现回馈制动和四象限运行很困难容易实现能量的回

6、馈，从而便于四象限运行动态响应慢快输出波形电压波形为方波，电流为近似正弦波电流波形为方波，电压为近似正弦波应用场合多台电机同步运行快速起制动和可逆运行的单台电机3、180º导通型和120º导通型逆变器CdVT1VT3VT5VT4VT6VT2ABCUd2Ud2RL图6-17三相桥式逆变器主电路180º导通型和120º导通型逆变器的波形图180º导通型120º导通型tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uAO'uAOuABiAiduBO'uCO'uOO'UdUd2Ud3Ud62U

7、d3tOtOtOtOIdiViWuUViU180º导通型和120º导通型逆变器的比较项目180º导通型120º导通型导通顺序VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6-VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6-每个开关管导通180º120º触发移相60º60º每次导通开关管数3个2个换相发生在同一桥臂的上下两管中，易发生直通现象发生在相邻两桥臂的元件上，无直通现象输出电压高低180º导通型和120º导通型逆变器的比较项目180º导通型120º导通型相电压线电压6.4变压变频调速系统中的脉宽调

8、制(PWM)技术本节提要正弦波脉宽调制(SPWM)技术消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM)控制技术电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术（或称磁链跟踪控制技术）6.4.1正弦波脉宽调制(SPWM)技术1.PWM调制原理以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrierwave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulationwave），当调制波与载波相交