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電機學論文-直流電機調速電路發展、現狀以及前景綜述-wenkub.com

2026-05-24 00:27 本頁面

　　

【正文】檢測技術的發展，必將導致更為先進的速度及位置辨識方法的產生，從而推動直流電動機的應用和普及。在電機控制領域，電機性能的改善提高受到許多客觀因素的制約影響。近幾年，隨著微電子技術的發展，智能功率集成電路得以進一步發展并普及，為功率器件實現智能化、高頻化、小型化創造了條件，這一切都為直流電機的驅動線路性能的提高開辟了道路。控制系統由前饋和反饋兩部分組成，無模型學習自適應反饋控制算法為系統穩定性提供了保障，迭代學習控制算法作為前饋控制去補償系統的非線性、未知動態和干擾，因此增強了系統單獨應用 PID 或無模型學習自適應控制算法時的控制性能，通過與傳統 PID 和無模型學習白適應控制算法的仿真比較，驗證了采用智能前饋控制的優勢。針對 FuzzyPI 調節器設計了系統仿真模型。無刷直流電機模糊控制器的設計與仿真提出了基于自適應權值修正理論的模糊 PI 調節器的設計方法，系統采用雙路控制，采用自適應的權值修正法，得到電機的供電電壓。直流電機雙閉環調速系統是目前直流調速系統中的主流設備，具有調速范圍寬、平穩性好、穩速精度高等優點，在理論和實踐方面都是比較成熟的系統，在拖動領域中發揮著極其重要的作用。采用晶閘管變流裝置供電的直流調速系統簡稱 VM 系統，又稱靜止的WardLeonard系統，通過控制電壓的改變來改變晶閘管觸發控制角 α ，進而改變整流電壓 Ud 的大小，達到調節直流電動機轉速的目的。改變電樞電壓主要有三種方式：旋轉變流機組、靜止變流裝置、 PWM(脈寬調制變換器 (或稱直流斬波器 )。采用弱磁調速時的范圍一般為 :1～ 3:1，特殊電動機可達到 5:1。與此同時，由于電動機的轉矩 Te 是磁通 Ф 和電樞電流 Ia 的乘積 (即 Te=CTΦ Ia)，電樞電流不變時，隨著磁通Φ的減小，其轉速升高，轉矩也會相應地減小。 Φ —— 每極磁通量 (wb)。目前，國內許多大專院校、科研單位和廠家也都在開發全數字直流調速裝置。隨著新型電力半導體器件的發展， GIBT(絕緣柵雙極型晶體管 )具有開關速度快、驅動簡單和自關斷等優點，克服了晶閘管的主要缺點。國外主要電氣公司如瑞典的 ABB 公司、德國的西門子公司、 AEG 公司、日本的三菱公司、東芝公司、美國的 GE 公司、西屋公司等，均已開發出全數字直流調速裝置，有成熟的系列化、標準化、模板化的應用產品。隨著微型計算機、超大規模集成電路、新型電子電力開關器件和傳感器的出現，以及自動控制理論、電力電子技術、計算機控制技術的深入發展，電氣傳動裝置不斷向前發展。在響應快速性上，機組是秒級，而晶閘管變流裝置為毫秒級。但是汞弧變流器仍存在一些缺點 :維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護人員會造成一定的危害等。第二，三十年代末，出現了發電機電動機 (也稱為旋轉變流組 )，配合采用磁放大器、電機擴大機、閘流管等控制器件，可獲得優良的調速性能，如有較寬的調速范圍 (十比一至數十比一 )、較小的轉速變化率和調速平滑等，特別是當電動機減速時，可以通過發電機非常容易地將電動機軸上的飛輪慣量反饋給電網，這樣，一方面可得到平滑的制動特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。在一些要求高效率和高功率密度的特殊應用領域中，預示著無刷直流電機驅動的美好前景，從各個方面對無刷直流電機及其驅動系統展開的國際性開發熱還將繼續下去，這樣的結果，

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