《机电传动控制》(2017)第四周作业

1. 结合教学进度自主阅读,并预习各种控制电机原理,网上查阅资料,在博客上对你目前所了解的各种传动和控制电机进行归类,继续在博客笔记上记录学习心得、难点和疑点。

2. 仿真和计算作业:

首先在PLECS上建立如下图所示的交流异步电机系统:
《机电传动控制》(2017)第四周作业_第1张图片

设置电机的参数如下图:
《机电传动控制》(2017)第四周作业_第2张图片
该电机模型参数参照了Novotny和Lipo的《Vector Control and Dynamics of AC Drives》第78页的一个例子参数并稍作修改。

其中:

  额定频率:50 Hz
  极对数:2
  转动惯量:0.1 kg.m^2
  定子电阻:0.531 Ohm
  转子电阻:0.408 Ohm
  定子漏感:2.52 mH
  转子漏感:2.52 mH
  互感:8.47 mH

设定三相电源频率为50Hz,220V,可以观察到如下定子电压(V)、定子电流(A)、转子电流(A)、转矩(Nm)、转速(rad/s)的波形:
《机电传动控制》(2017)第四周作业_第3张图片

根据仿真数据画出该电机的固有机械特性近似图。

结合本周学习的交流电机原理及启动、调速、制动特性,在PLECS仿真环境下控制上述三相交流异步电机带动起重机起升机构运行。具体要求如下:

  • 1)实现如下机械运动周期:
  控制电机带重物上升,从静止加速到800r/min
  保持800r/min匀速运动0.5s,
  减速到静止,保持静止状态0.5s,
  带重物下降,从静止达到600r/min
  保持600r/min匀速运动0.6s,
  减速到静止。
(为了便于仿真,匀速和静止持续时间较短)
  • 2) 升降机构和重物折算到到电机转子轴上的等效负载惯量为1Kg.m^2,折算到到电机转子轴上的等效负载转矩是15N.m。

  • 3)电机参数统一使用本文提供的参数,如果控制策略中用到转子串电阻,允许将该电机的转子改为绕线式转子(参数不变)。

  • 4)参照教材中给出的交流电机启动、调速和制动方法,设计控制策略。

  • 5)可以采用定子串电阻、转子串电阻、定子调压、定子调频等手段,但必须具备工程上的可实施性。

  • 6)评价指标:快速启动、制动,冲击转矩和冲击电流小,能耗小,兼顾实施的经济性。

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