PWM-电动机系统在电力拖动自动控制的优势解析

"《电力拖动自动控制系统》习题答案，电力辅导书，适用于大学生和科研工作者" 在电力拖动自动控制系统中，闭环控制的直流调速系统是重要的研究对象。PWM—电动机系统相对于传统的晶闸管—电动机系统具有显著的优势。首先，PWM系统简化了主电路设计，所需的功率器件数量减少，降低了硬件复杂性。其次，PWM技术的高开关频率使得电流波形更平滑，减少了电机的损耗和温升，从而提高了系统的效率和稳定性。此外，PWM系统的低速性能优秀，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000，能适应各种速度调节需求。与响应速度快的电动机结合使用时，系统的动态响应迅速，抗干扰能力强。 在有制动通路的不可逆PWM变换器中，制动过程涉及到VT1和VT2两个功率开关的工作协调。当需要制动时，通过调整控制电压使电枢电压下降，由于机电惯性，转速和反电动势无法立即响应，导致电流反向，VT1截止，VT2导通，形成能耗制动。在VT2导通期间，电流沿特定路径回流，产生制动效果。当电流衰减到一定程度，VT2会提前导通，电流反向，此时VT1两端电压降低，VT1再次导通，完成制动过程。在轻载电动状态，VT1和VT2会交替作用，实现局部时间的制动。 调速范围是衡量控制系统灵活性的关键指标，定义为最高转速与最低转速的比值，通常以D表示。静差率则是系统在额定负载下，当速度变化时，实际速度与理想速度之差的百分比。静差率与调速范围的关系在于，一个大的调速范围意味着系统可以在更宽的速度范围内保持良好的稳定性和精度。如果脱离了这个范围，即在极端速度条件下，由于负载变化的影响相对较小，因此更容易满足较低的静差率要求。 静差速降是指在调速范围内，系统允许的最大速度误差。最小静差率是指系统在最大调速范围内所能达到的最小速度误差率。当调速范围增大时，为了保持相同的比例关系，静差率必须相应减小，这意味着系统需要在更宽的速度范围内提供更精确的控制。因此，缩小调速范围可以更容易地满足给定的静差率，因为系统不再需要在如此广泛的转速区间内保持相同的精度。 《电力拖动自动控制系统》中的这些知识点展示了现代电力驱动技术在动态性能、效率和控制精度上的进步，以及如何通过调速范围和静差率来评估和优化系统性能。这对于理解电力拖动自动控制系统的原理和设计至关重要。