UPE为什么是电力电子变换器的汇编英文缩写全称，全称是什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-28 07:23 标签： 期刊名全称和缩写对照
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电力拖动自动控制系统第四版第二章课件.ppt326页
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直流调速系统 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。因此，为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。 根据直流电机转速方程 由式可以看出，有三种方法调节电动机的转速： （1）调节电枢供电电压 U； （2）减弱励磁磁通 ?； （3）改变电枢回路电阻 R。 （1）调压调速 工作条件：
保持励磁 ?
保持电阻 R
Ra 调节过程：
改变电压 UN ? U? U? ?n ?， n0 ? 调速特性： 转速下降，机械特性曲线平行下移。 （2）调阻调速 工作条件：
保持励磁 ?
保持电压 U
UN ； 调节过程：
增加电阻 Ra ? R?
R ? ?n ?，n0不变； 调速特性： 转速下降，机械特性曲线变软。 （3）调磁调速 工作条件：
保持电压 U
保持电阻 R
R a ； 调节过程：
减小励磁 ?N ? ?? ? ? ? n ?， n0 ? 调速特性： 转速上升，机械特性曲线变软。
三种调速方法的性能与比较 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。 因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。 第2章
转速反馈控制的直流调速系统 本章提要 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 2.2转速反馈控制的直流调速系统
2.3比例积分控制规律和无静差调速系统 2.4 直流调速系统的数字控制 2.5 直流调速系统的仿真
直流调速系统用
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文档介绍：
目录 PWM 直流脉宽调速系统………………………………………………………………………… 1 1概述…………………………………………………………………………………………… 1 2理论设计……………………………………………………………………………………… 2 2.1方案论证……………………………………………………………………………… 3 2.2系统模型的建立……………………………………………………………………… 5 2.2.1 直流电机模型……………………………………………………………………… 5 2.2. 2调速系统动态模型………………………………………………………………… 8 2.3调速系统性能分析…………………………………………………………………… 9 2.3.1 静态性能和启动过程……………………………………………………………… 9 2.3.2 动态性能…………………………………………………………………………… 11 2.3.3 两个调节器的作用………………………………………………………………… 12 2.4 调节器设计…………………………………………………………………………… 13 3MATLAB 仿真………………………………………………………………………………… 19 3.1PWM 直流脉宽调速系统仿真………………………………………………………… 19 3.2仿真结果……………………………………………………………………………… 19 4小结………………………………………………………………………………………… 19 参考文献……………………………………………………………………………………… 20 1概述. 直流电动机具有良好的起、制动性能,易于在大范围内平滑调整,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。自从全控型电力电子器件问世以后,就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式,形成了脉宽调制变换器--直流电动机调速系统,简称直流 PWM 调速系统。直流 PWM 调速系统采用门极可关断晶闸管 GTO 、全控电力晶体管 GTR 、MOSFET 、IGBT 等电力电子器件组成的直流脉冲宽度( PWM )型的调速系统近年来已经发展成熟,用途越来越广泛,与晶闸管可控整流调速系统( V-M 系统)相比,在很多方面具有较大的优越性: (1)主电路线路简单,需用的功率元件少;( 2)开关频率高,电流容易连续,谐波少, 电机损耗和发热都较小;(3)低速性能好,稳速精度高,因而调速范围宽;(4)系统频带宽,快速响应性能好,动态抗扰能力强;( 5)主电路元件工作在开关状态,导通损耗小,装置效率较高;( 6)直流电源采用不可控三相整流时,电网功率因数高。 2理论设计 2 .1方案论证要求采用直流 PWM 调制,所以开关器件必须是全控型的电力电子器件,全控型的器件有门极可关断晶闸管 GTO 、全控电力晶体管 GTR 、MOSFET 、IGBT 等,因为 IGBT 具有较高的开关频率,较高的功率承受能力,而且驱动简单,所以选择 IGBT 作为开关器件。要求实现电机的可逆运行,要求转速反向,就需要改变 PWM 变换器输出的电压的正负极性,使得直流电机可以在四象限中运行。可逆 PWM 变换器的主电路有多种形式,最常用的是桥式(亦称 H桥型)电路,如图 1所示,电机M两端电压 ABU 的极性随着全控型电力电子器件的开关状态而改变。可逆 PWM 变换器的控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种,在这里采用最常见的是双极式控制的 H桥型 PWM 变换器。. 图1 桥式可逆 PWM 变换器电路双极式 PWM 变换器的工作状态要视正、负脉冲电压的宽窄而定,如图 2所示。当正脉冲较宽时, ont &T/2 ,则电枢两端的平均电压为正,在电动运行时电动机正转。当正脉冲较窄时, ont &T/2 ,平均电压为负,电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等, ont =T/2 ,平均电压为零,则电动机停止。. 图2 双极式 PWM 变换器电压和电流波形双极式可逆 PWM 变换器电枢平均端电压为: 2 (
? ??以?= dsUU 定义 PWM 电压的占空比,则?=21 ontT ?ρ的变化范围为 1?≤ρ≤ 1。当ρ为正值时,电动机正转;ρ为负值时,电动机反转; ρ=0 时,电动机停止。在ρ=0 时虽然电机不动,电枢两端的瞬时电和瞬时电流都不是零,而是交变的。这个交变电流平均值为零,不产生平均转矩,陡然增大电机的损耗。但它的好处是使电机带有高频的微振,起着所谓“动力润滑”的作用,消除正、反向的静摩擦死区。调速性能指标要求无静差、电流超调量: δ i≤ 5% ,起动到额定转速时的超调量: δ n≤8%, 动态速降Δn≤ 10% ,调速系统的过渡过程时间(调节时间) t s≤ 1s 。可以看到这样的指标要. 求较高,采用一般的单闭环调速方式不可能达到要求,所以这里采用转速、电流双闭环调速控制方式。转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广的直流调速系统。转速、电流双闭环调速控制直流调速系统原理图如图 3所示,为实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈。两者之间实行嵌套连接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器 UPE 。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。图3 转速、电流双闭环直流调速系统原理图其中: ASR- 转速调节器 ACR- 电流调节器 TG- 测速发电机 TA- 电流互感器 UPE- 电力电子变换器* Un -转速给定电压 Un- 转速反馈电压* Ui -电流给定电压 Ui -电流反馈电流。 ASRACRUPE T TG M +_ Un* +_ I Ui*+ _ UdId Ui . 2.2系统模型的建立 2.2.1 直流电机模型直流电机有稳态模型和动态模型,由于这里主要研究系统的动态性能,而且动态模型中包含了稳态模型,所以这里只给出了直流电机动态模型的建立。他励直流电机在额定励磁下的等效电路如图 4所示,其中电枢回路总电阻 R和电感 L 包含电力变换内阻、电枢电阻和电感及可能在主电路中接入的其他电阻和电感,规定的正方向已标明在图中。图4 他励直流电机在额定励磁下的等效电路假定主电路电流连续,动态电压方程为 d d0
RI L E t ?
??忽略粘性摩擦及弹性转矩,电机轴上的动力学方程为 2 375 e
?式中 LT 包括电机空载转矩在内的负载转矩( N
m ?); 2 GD 电力拖动装置折算到电机轴上的飞轮1
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