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低惯量电动机用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
低惯量电动机分交、直流两类。交流低惯量电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电动机运行的目的。交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。低惯量电动机的工作原理与一般直流电动机相同的。 电动机转速n为n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E为电枢反电动势;K为常数;j为每极磁通;Ua,Ia为电枢电压和电枢电流;Ra为电枢电阻。改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应的。
直流低惯量电动机
优点:精确的速度控制,转矩速度特性很硬,原理简单、使用方便,价格优势
缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(对于无尘室)
交流低惯量电动机
优点:良好的速度控制特性,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡;高效率,90%以上,不发热;高速控制;高精确位置控制(取决于何种编码器);额定运行区域内,实现恒力矩;低噪音;没有电刷的磨损,免维护;不产生磨损颗粒、没有火花,适用于无尘间、易暴环境。
缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线
低惯量电动机,servomotor,用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
判断电动机是串激电动机的方法:串激电动机 单相串励电动机俗称串激电机或通用,因激磁绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。单相串励电动机属于交、直流两用电动机,它既可以使用交流电源工作,也可以使用直流电源...
电机的高度,有注明时按设计,无注明时一律按位于地坪算。
对。是220V三相电动机。
电动机
电动机的原理及维护检查( 2013.11.15) 电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈 (也就是定子绕组 )产生旋 转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。 按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机 直流电动机的分类 永磁式 : 由永久磁铁做成。 励磁式 : 磁极上绕线圈,线圈中通过直流电,形成电磁铁。 直流电机按照励磁方式可分为 他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电 并励电动机 励磁绕组和电枢绕组并联,由一个直流电源供电。 串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上 复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并,接在同一电源 上 励磁 :磁极上的线圈通以直流电产生磁通,称为励磁 直流电动机的优点 (1) 调速性能好 ,调速范围广 ,易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大 ,易于快速起动、停车。 (3)
电动机培训教案.
1 6 电动机部分 6.1 电动机的基本结构与工作原理 6.1.1 三相异步电动机的基本结构。 三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。 图 2.6-1 电动机的基本结构 1.接线盒 2. 定子铁心 3. 定子绕组 4. 转轴 5. 转子 6.风扇 7. 罩壳 8. 轴承 9. 机座 10、端盖 11. 轴承盖 6.1.1.1 定子 定子是电动机固定部分,其作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁芯、 定子绕组和机座等组成。 (1)定子铁芯。定子铁芯由互相绝缘的硅钢片叠成圆筒形状,内圆周表面有 均匀分布的槽,用来安放三相绕组。 (2)定子绕组。定子绕组由许多线圈连接而成。线圈由带有绝缘的铜导线或 铝导线绕制而成。三相定子绕组的三个首端和三个末端分别接在电动机出线盒的 6个接线柱上。 (3)机座。 6.1.1.2 转子是电动机转动部分, 由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)、中国电力科学研究院的研究人员韩民晓、翟冬玲、唐晓骏,在2017年第22期《电工技术学报》上撰文,针对低惯量系统频率稳定性控制需要,通过对与之相连接的柔性直流输电(VSC-HVDC)系统的数学模型离散化,采用模型预测控制算法分别设计整流器和逆变器的控制系统。
模型预测控制方法具有结构简单、参数选择便捷、动态响应快、鲁棒性好等特点,易于实现与VSC-HVDC相连的低惯量送端交流系统频率波动控制。分析基于模型预测控制的直流功率调制对系统频率变化的调节作用,并在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立仿真模型,对比分析传统PI双环控制直流功率调制方法和模型预测控制直流功率调制方法对交流系统频率的影响,仿真结果表明,VSC-HVDC模型预测控制方法能够有效抑制交流系统频率变化的幅度,加快频率恢复的速度。
随着新能源的发展,我国很多地区能源结构复杂,尤其在西北地区,常规机组与风电、光伏等构成孤岛或与交流电网相连的能源基地。但由于风能和光能的随机性和波动性,将降低此能源基地的有效惯量,频率波动较大。
为了电能远距离外送,采用高压直流输电将会是能源基地并网最可行的方案。柔性直流输电(Voltage SourceConverter-HVDC, VSC-HVDC)的优势在于可以应用于弱系统并提供稳定的交流电压,但很多研究表明VSC-HVDC与弱系统连接会引起电力系统稳定性的问题。直流输电能够解耦两端交流电网,使得交流系统总的“有效惯量”减少[1]。传统机组与新能源组成的电源组经VSC-HVDC送出,将失去受端电网的惯量支撑。
目前,已有很多文献对低惯量系统与VSC- HVDC系统连接的频率控制进行了研究。文献[2,3]针对风电场经VSC-HVDC与弱惯量交流系统连接的情况,其直流控制系统采用了典型的双环PI控制,并提出了利用直流电容能量的充放电,构成电压源型换流器的虚拟惯量,从而增强交流系统有效惯量,但由于直流电容的容量有限,且直流电压的调节裕度较小,所以这种方式可提供的惯量也很小。
文献[1]在基于文献[3]的基础上,提出根据受端系统频率的变化,改变送端风电场的输出功率,使送端风电场也可以提供部分虚拟惯量提高系统强度。但此时,为了提供虚拟惯量,风电场并未运行在最大功率点跟踪的状态下。文献[4]则是利用直流系统与另一端电网的功率交换控制来对系统惯量进行补偿。
文献[5]也对低惯量系统进行了虚拟惯量的研究。文献[1-5]中的很多方法都利用了直流系统的传输功率调制对系统电磁功率进行补偿,从而减小系统频率的变化,提高系统的有效惯量,但已有研究多针对受端是低惯量系统的情况。
模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)是一种基于模型、迭代实施并结合反馈校正的优化控制算法[6],易于处理系统的约束条件,可将约束条件包含在系统的预测控制算法中,使系统的参数都控制在允许范围内[7-11]。与典型的双环控制相比,结构更简单,开关效率高,省去了外环、内环以及锁相环的PI控制器等参数选取的复杂度和对系统稳定性影响[12-14],具有良好的参数鲁棒性和动态性能[15]。
文献[16]对电压源型逆变器本身的模型预测控制进行分析研究。文献[17,18]采用模型预测控制分别研究了VSC连接风电场和无源网络的情况,但这两种情况下的控制目标主要针对输出交流电压,缺少基于系统稳定控制层面的考量。
本文针对送端为低惯量弱交流系统经直流输电送出的情况,在建立离散化系统模型的基础上,设计了VSC-HVDC系统的模型预测控制策略,并针对附加直流功率调制的模型预测控制对交流系统频率变化的作用进行研究。
在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立仿真模型,证明提出的MPC策略应用于VSC-HVDC系统的有效性,并对传统PI双环控制的功率调制方法和模型预测控制的功率调制方法分别对交流系统频率变化的影响进行对比分析。
图1 低惯量系统经VSC-HVDC送出结构
结论
本文基于低惯量弱交流系统经VSC-HVDC送出的系统结构,得出以下结论:
1)通过对柔性直流输电系统的整流器和逆变器数学模型的离散化,分别提出了基于模型预测控制算法的整流器和逆变器的控制系统。典型的双环直接电流控制方式,其外环和内环响应速度不一致,PI环节和锁相环的参数对系统稳定性有影响,且开关动作效率低。而模型预测控制由于其结构简单、没有复杂的参数、鲁棒性和动态性能好、开关动作为最优,适用于研究系统的频率响应。
2)当交流系统的机械功率和电磁功率不平衡时,会发生频率的变化,针对低惯量交流系统的频率偏移问题,基于1)中换流器的模型预测控制系统,分析了直流系统中附加有功功率调制的模型预测控制系统对系统频率的变化具有抑制作用。
3)在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立系统模型,验证了模型预测控制系统应用于VSC-HVDC的可行性,并对比分析了传统PI双环控制直流功率调制方法和模型预测控制直流功率调制方法对交流系统频率的影响。
仿真结果表明,整流器和逆变器的模型预测控制系统能够保证系统的稳定运行,附加直流功率调制的模型预测控制可有效抑制交流系统频率变化的幅度,从而提高交流系统稳定性。
柔性交流输电系统控制器:原理、模型与应用 ¥65.46 购买
机械在转动时产生的惯量——转动惯量(Moment of Inertia)。
转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
转动惯量定义为:J=∑ Mi*Ri^2
(1)式中Mi表示刚体的某个质点的质量,Ri表示该质点到转轴的垂直距离。 刚体的转动惯量是由质量、质量分布、转轴位置三个因素决定的。
(2) 同一刚体对不同转轴的转动不同,凡是提到转动惯量,必须指明它是对哪个轴的才有意义。
转动惯量不是用在杠杆上,因为杠杆被认为是理想的,无质量,不弯折的刚性物体。转动惯量用来研究旋转的,有质量的刚体。
极转动惯量就是薄的圆盘相对于中心轴线的转动惯量。