华北电力大学-电力电子技术原理08

第八章电机驱动装置电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日2电机驱动装置设计的一般准则第八章电机驱动装置•电机与负载间的匹配•功率•力矩与转速•运动方式•电机发热因素的考虑•电机与电力电子装置间的匹配现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日3•速度与位置传感器的选择•伺服驱动控制及电流限制•电流反馈调节器•电流限制环节第八章电机驱动装置电机驱动装置设计的一般准则现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日4电流限制：控制环节框图（双环系统）第八章电机驱动装置电机驱动装置设计的一般准则现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日5电流限制：控制环节框图（单环系统）第八章电机驱动装置电机驱动装置设计的一般准则现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日6直流电机驱动•固有的良好调速特性•可用于伺服驱动与调速驱动•结构负杂•维护困难•造价较高第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日7直流电机驱动基本方程第八章电机驱动装置电磁过程现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日8直流电机驱动基本方程第八章电机驱动装置电磁过程机械过程电磁过程现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日9eqeqeqddddataaaammmivLRietTJBTt动态方程：电磁与机械第八章电机驱动装置直流电机驱动现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日10eqeqtaaammvRieTBT稳态方程第八章电机驱动装置直流电机驱动现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日11直流电机驱动emtfaaefmTkiek基本方程第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日12eqeqtaaammvRieTBTemtfaaefmTkiek电机的机械特性0emnnKTataaevRi第八章电机驱动装置直流电机驱动现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日13直流电机的机械特性（恒力矩机械负载）第八章电机驱动装置直流电机驱动现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日14aaEI反向电动aaEI反向制动aaEI正向电动aaEI正向制动运行象限第八章电机驱动装置直流电机驱动Temm现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日15,rms,avaaIFI波形因数第八章电机驱动装置直流电机驱动,avemaTI2,rmsRaPI现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日16用于驱动直流电机的电力电子装置•在所需象限运行的能力•电流限流能力•较硬的机械特性•尽可能好的波形因数•快速的响应特性第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日17伺服驱动装置•四象限运行•硬机械特性•快速响应特性DC/DC全桥换流器交接时间的影响用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日18用于电机驱动的DC/DC全桥换流器用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日19用于电机驱动的DC/DC全桥换流器：交接时间用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日20DC/DC全桥换流器DC/DC半桥换流器DC/DC降压换流器AC/DC相控换流器调速驱动装置•四象限、二象限、单象限运行•对转速、力矩指令的响应速度要求较低电流间断的影响用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日21用于电机驱动的DC/DC换流器用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日22工频四象限换流器反并联的桥式换流器通过开关切换改变转向的驱动装置用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日23用于电机驱动的AC/DC换流器：电流间断的影响用于驱动直流电机的电力电子装置第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日24感应电机驱动第八章电机驱动装置电路图与相量图现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日25感应电机驱动定子侧1()2cos2agsagagagetNfftEkf第八章电机驱动装置1rslagEkf转子侧基本方程现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日26感应电机驱动第八章电机驱动装置基本方程将转子归算至定子侧(2)ragrlrrslslRffjfLffEEIsmrIII定子电流现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日273425emagrragslemagslTkIIkfTkf感应电机驱动第八章电机驱动装置基本方程：s很小时现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日28特性曲线感应电机驱动第八章电机驱动装置转速与转矩转速与转子电流现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日29变定子电压时的力矩特性（Vs：100％～50％）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日30VVVF调速（f：100％～50％，Vs：100％～50％）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日31VVVF调速（电动与制动）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日32VVVF调速（启动～额定转速，无低速电压提升）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日33VVVF调速（启动～额定转速，有低速电压提升）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日34不同区间的变频调速方式感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日35不同区间的变频调速方式感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日36不同区间的变频调速方式（恒力矩调速～恒功率调速）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日37非正弦激励的影响感应电机驱动第八章电机驱动装置谐波等值电路11shrhshhsh谐波滑差()hhslslrVIhLL谐波电流有效值现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日38非正弦激励的影响感应电机驱动第八章电机驱动装置•附加铁损•附加铜损•力矩脉动现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日39非正弦激励的影响：附加铜损感应电机驱动第八章电机驱动装置2cu2()srkkPRRI现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日40非正弦激励的影响：力矩脉动感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日41变频调速装置分类（交－直－交）•PWM－VSI驱动装置•方波－VSI驱动装置•CSI驱动装置感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日42交－直－交变频装置感应电机驱动第八章电机驱动装置制动时能量的处理现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日43交－直－交变频装置：PWM-VSI感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日44交－直－交变频装置：方波-VSI感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日45交－交变频装置（周波变换器）感应电机驱动第八章电机驱动装置正组三相桥式换流器反组三相桥式换流器现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日46out1out()1.35sinLLvtkVt交－交变频装置（周波变换器）out1out()1.35cos()()cos(sin)LLVtVttkt感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日47交－交变频装置（波形，局部）00.0050.010.0150.020.025111.81.8voutt().030t感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日48交－交变频装置（波形，一个基波周期）00.020.040.060.080.10.120.140.1611voutt()t感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日49交－交变频装置（两桥交替工作）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日50工频变电压调速（普通笼型电机）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日51工频变电压调速（高转子电阻笼型电机）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日52变转子电阻调速（绕线式感应电机）感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日53串级调速（绕线式感应电机）：电路图感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日54串级调速（绕线式感应电机）：机械特性感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日55VVVF调速系统框图感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日56直接转矩（磁通）控制调速系统框图感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日57直接转矩（磁通）控制调速原理感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日58直接转矩（磁通）控制调速原理感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日59直接转矩（磁通）控制调速原理：电压矢量的功效感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日60直接转矩（磁通）控制调速装置原理图感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日61感应电机驱动：两相等效模型第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日62矢量控制调速原理感应电机驱动第八章电机驱动装置直流电机感应电机现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日63矢量控制调速原理感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日64矢量控制调速原理感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日65矢量控制调速控制算法框图感应电机驱动第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日66TI’sInstaSPIN™solutions第八章电机驱动装置TI’sInstaSPIN™solutions现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日67TI’sInstaSPIN™solutions第八章电机驱动装置FAST,InstaSPIN-FOC,InstaSPIN-MOTION现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日68FAST第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日69FAST第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日70InstaSPIN-FOCvs.SensoredFOCSystem第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日71原有解决方案的弊端第八章电机驱动装置现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日72InstaSPIN-FOC第八章电机驱动装置BlockDiagramofEntireInstaSPIN-FOCPackageinROM(F2806xFandF2806xMDevicesonly)现代电力电子技术原理与应用2020年1月4日73InstaSPIN-FOC第八章电机驱动装置BlockDiagramofInstaSPIN-FOCinUserMemory,withExceptionofFASTinROM(F2802xF,F2806xF,andF2806xMDevices)