运动控制系统思考题参考答案

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(3)

额定负载时:?ms??m??mr,Es?Eg?Er

气隙磁通?m 是由定子励磁绕组和转子绕组产生的,定子全磁通?ms 是定子绕组和转子绕组产生的,转子全磁通?mr 是转子绕组产生的。

E 是转子磁通在转子绕组中的感应电动势,Eg 气隙磁通在是定子每相绕组中的感应电动

r势,Es 是定子全磁通在每相绕组中的感应电动势。 5-5 (1)

(2)(3)

(4)

S. . . . . ..

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5-6

(1)考虑低频补偿时:

U?90%Usff?10%Us?3.96f?22

N不考虑低频补偿时:

U?Usff?4.4f N(2)

f=5Hz,?1?2πf?10π?31.4 考虑补偿:US?U?3.96f?22?41.8

T3?n2p?Usemax?2?1[Rs?R2??2??282.07

L's1Lls?ls?2]不考虑补偿:US?U?4.4f?22

S. . . . . ..

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2T3?np?Usemax?2?1[Rs?R22?'s??1Lls?Lls?2?78.14? ]f=2Hz,?1?2πf?4π?12.56 考虑补偿:US?U?3.96f?22?29.92

T3?np?U2semax?2?1[Rs?R2??2?'s1Lls?Lls?2?435.65

]不考虑补偿:US?U?4.4f?8.8

T3?np?U2semax?2?1[Rs?R2??2?L'2?37.69

s1ls?Lls?]

5-7

˙˙˙定子磁通恒定:US?RSIS?ES

˙˙˙气隙磁通恒定:US?(RS?j?1Lls)IS?Eg

˙转子磁通恒定:US?[RS?j?1?L'ls?Lls?˙˙]IS?Er

若仅采用幅值补偿不可行,缺少相位的补偿。

5-8

共有8种开关状态。

(SA ,SB ,SC)=(0,0,0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)

us?u2AO?uBO?uCO?uAO?uBOej??u2?3?COej??0 (SA ,SB ,SC)=(1,0,0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2?uj?j2?3AO?uBOe?uCOe??23Ud (SA ,SB ,SC)=(1,1,0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, -Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??u2?3?COej???2Uj33de (SA ,SB ,SC)=(0,1,0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, -Ud/2)

S. . . . . ..

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us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3??????????2j23Ude 3(SA ,SB ,SC)=(0,1,1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3?2j?Ue 3d(SA ,SB ,SC)=(0,0,1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3???2j43Ude 3(SA ,SB ,SC)=(1,0,1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3?2j53Ude 3(SA ,SB ,SC)=(1,1,1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, Ud/2)

us?uAO?uBO?uCO?2uAO?uBOej??uCOej2?3???0

5-9

交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的,如果考虑到它们所在绕组的空间位置,可以定义为空间矢量。定义三相定子电压空间矢量(k为待定系数):

uAO?kuAO

uBO?kuBOej? uCO?kuCOej2?

三相合成矢量:

us?uAO?uBO?uCO?kuAO?kuBOej??kuCOej2?

S. . . . . ..

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5-10

us?RSiS?dψS dt忽略定子电阻压降,定子合成电压与合成磁链空间矢量的近似关系为

us?dψS dt当电动机由三相平衡正弦电压供电时,电动机定子磁链幅值恒定,其空间矢量以恒速旋转,磁链矢量顶端的运动轨迹呈圆形(简称为磁链圆)。 定子磁链矢量:

j(?t?φ) ψ??eSS1j??t??φ?dψSdj??t?φ?j??t?φ?定子电压矢量:us???Se?j??e???e?2? 1S1Sdtdt?1????11

5-11

若采用电压空间矢量PWM调制方法,若直流电压Ud恒定,要保持恒定,只要使△t1为常数即可。

输出频率越低,△t越大,零矢量作用时间△t0也越大,定子磁链矢量轨迹停留的时间越长。 5-12

按6个有效工作矢量将电压矢量空间分为对称的六个扇区,当期望输出电压矢量落在某个扇区时,就用与期望输出电压矢量相邻的2个有效工作矢量等效地合成期望输出矢量。 按6个有效工作矢量将电压矢量空间分为对称的六个扇区,每个扇区对应π/3, 基本电压空间矢量的线性组合构成期望的电压矢量。期望输出电压矢量与扇区起始边的夹角。在一个开

us?关周期 T0,u1的作用时间t1,u2的作用时间t2,合成电压矢量

t1tu1?2u2T0T0t1T0t2Ud?23T02Ude3j?3

? 5-13

S. . . . . ..

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