PWM电动机控制系统解析：动态性能与制动原理

"电力拖动自动控制系统(第三版)答案(陈伯时)主编上海大学" 电力拖动自动控制系统，特别是运动控制系统，是电气工程领域的重要组成部分，主要关注如何通过自动化手段控制电动机的运行，以满足各种机械设备的精确速度、位置和力矩要求。本书由陈伯时主编，上海大学出版，提供了对这一领域的深入理解和解答。 PWM-电动机系统相较于传统的晶闸管电动机系统，其优势显著。PWM（脉宽调制）技术允许更高效的能量转换和控制，主要体现在以下几个方面： 1. 电路简化：PWM系统主电路结构简洁，所需的功率半导体元件数量较少，降低了系统的复杂性和成本。 2. 高开关频率：PWM技术允许较高的开关频率，使得电流波形更接近于理想直流，从而减少谐波，降低电动机的损耗和发热。 3. 优异的低速性能：PWM系统能够在低速时保持良好的稳定性和精度，提供宽广的调速范围，可以达到1:10000左右，适应性强。 4. 动态响应：与响应快速的电动机配合，PWM系统具有宽的频带，动态响应迅速，对外部扰动的抑制能力出色。 5. 高效能：功率开关元件在PWM模式下主要以开关状态工作，导通损耗小，适当选择开关频率可降低开关损耗，提高装置效率。 6. 功率因数改善：如果使用不控整流，PWM系统的电网功率因数相对于相控整流器有所提升，有利于能源利用。 在有制动通路的不可逆PWM变换器中，制动过程涉及到电压极性的改变。当电流方向反转时，PWM信号使得VT2导通，VT1关闭，从而实现制动功能。 调速范围(D)是指电动机可调的最高转速与最低转速之比，反映了系统的调速灵活性。静差率(S)是负载从空载增加到满载时，转速降落与理想空载转速的比例，它衡量了系统在满载运行时的稳定性能。调速范围与静差率之间的关系表明，调速范围越大，系统在低速时的精度越高，相应的静差率也会增大。因此，如果超出调速范围，要维持特定的静差率就相对容易，因为此时系统的稳定要求较低。 例如，一个调速系统，在最高转速时特性为1500r/min，最低转速为150r/min，额定负载下的速度降落为15r/min。这些数据可用于计算系统的调速范围和静差率，以评估其性能指标。 电力拖动自动控制系统不仅涉及电动机的物理特性和控制策略，还涵盖了电力电子、控制理论等多个领域，是现代工业自动化中的关键技术之一。这本书的内容深度和广度对于学习和理解这一领域的核心概念非常有益。