交直流调速系统控制系统结构及作用

08-19 18:53:41

交直流调速调节系统由电动机、功率放大及变换装置、调节器及相应的传感器等组成。其结构如图0-1所示。它是以各种电动机为调节对象，以计算机和其他的电子装置为调节手段，以电力电子装置为弱电调节强电的纽带，以调节理论为理论依据，以计算机数字仿真和计算机铺助设计为研究和开发工具，因而交直流调速调节已成为电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机调节技术、调节理论、信号检查与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。下面分别简要介绍各部分的作用。

　　一、电动机
　　交直流系统的调节对象为电动机。电动机从类型上可包括直流电动机和交流电动机（包含交流异步电动机和交流同步电动机），从用途上可包括用于调速系统的驱动电动机和用于伺眼系统的伺服电动机。电动汽车电机是调速调节系统的执行机构，电动机的结构和原理决定了运动调节系统的设计方法和运转性能，新型电动机的发明会带出新的运动调节系统。
　　一、功率放大与变换装置
　　功率放大与变换装置有电机型、电磁型、电力电子型等，现在多用电力电子型的。电力电子器件经历了由半控型向全控型、由低频开关向高频开关、由分立的器件向具有复合功能的功率模块发展的流程。以电力电子器件为基础的功率放大与变换装置是弱电调节强电的媒
介，在运动调节系统中做为电动汽车电机的可控电源，其输出电源质量同时影响运动调节系统的运转状态和性能。
　　三、调节器
　　调节器分模拟调节器和数字调节器两类，也有模数混合的调节器，现在已越来比较多地使用全数字调节器。计算机调节可以实现不相同于大多数线性调节的调节规律，到了模拟调节系统难以实现的调节功能和效果。计算机调节技术的应用使对象主要参数辨识、调节系统的主要参数自整定和自学习、智能调节、故障问题诊断等成为可能，大大提高了运动调节系统的智能化和系统的可靠性。各类高性能的大规模或超大规模的集成电路，方便和简化了调速调节系统的硬件电路设计及调试工作，提高了运动调节系统的可靠性。高速、大内存容量、多功能的微处理器或单片微机的问世，使各类复杂的调节算法在运动调节系统中的应用成为可能，并大大提高了调节精密度。
　　四、信号检查与处理
　　运动调节系统中常用的反馈信号是电压、电流、转速和位置，出于真实可靠地取得这些信号，并实现功率电路（强电）和调节器（弱电）之间的电气隔离，需要相应的传感器。电压、电流传感器的输出信号多为连续的模拟量，而转速和位置传感器的输出信号因传感器的类型而异，可以是连续的模拟量，也可以是离散的数字量。
　　运动调节系统的本质是反馈调节，即按照给定和输出的偏差实施调节，最终缩小或消除偏差。运动调节系统需通过传感器实时检查系统的运转状态，构成反馈调节，并实行故障问题分析和故障问题保障。
　　五、调节理论
　　调节理论是运动调节系统的理论基础，指的是导系统分析和设计的依据。调节系统实际问題的解决时常能推动理论的发展，而新的调节理论的诞生，又为研究和设计各类新型的运动调节系统供给了理论依据。