新干线车辆的交流电动机驱动系统

现在,日本新干线车辆大多数以交流电动机驱动并使用交流再生制动。交流电动机驱动本身是车辆技术工作者长年的梦想,与交流再生制动一起,从新干线开业以前起就开始了研究。但在现实中,装置的大小,使用装置的选择等,均根据技术的发展,积累了许多研究成果。大约在90年代,完成了以使用GTO元件的电压型异步电动机驱动、能进行交流再生制动的传动方式。现在,使用的装置已经从GTO转移到IGBT,我们期待着下一代新装置的出现。本文就这些技术从实用转为成熟的发展过程,以及一些有关问题的解决方法作一论述。

异步电动机的新旧驱动方式

三相交流异步电动机是制造行业、交通领域及一切经济产业部门使用量最大的一类机器装置必不可少的动力转换机，通过交流异步电动机把方便清洁的电能转移成可驱使工业原动机按人们预先定制的流程进行各种生产加工的机械能。自从电动机取代蒸汽机作为工业生产装置的动力机至今的100多年里电动机特别是三相交流异步电动机的使用范围及使用数量仍在急剧增长而且至少在未来50年里尚看不到有被其它更先进的、使用更方便的原动机取代的苗头，电动机的生命力在现代社会的发展过程里仍将呈现出无比强大其作用无可比拟，无法取代的明显特性，仍将持续下去。但是科学永远是不断发展提高的，使用电动机的各种驱动方式却随着半导体技术、计算机技术的飞速发展，发生了巨大的革命性的变化，即电动机的传动方式已经从传统的接触器——继电机控制的有触点方式过渡到电力电子器件——计算机控制的无触点方式，从技术发展过程来说，完全可以看作是新、旧两种完全不同控制方式，但是技术及经济活动是非常复杂的，评价标准是多方面即要有先进性的因素，也有经济性的因素，具体到某个传动模式只有综合各种认真比较采用才是最合理的传动方式科学的评价方式，本文拟对各种典型的新旧两种驱动结构原理维护应用等方面的比较，力求为读者找到合理科学的三相交流异步电动机传动方式提供有益的参考。

交流电机驱动用SPWM逆变器并联系统环流分析

针对交流电动机驱动用SPWM逆变器并联系统中的环流问题,根据环流产生机理,提出了一种环流谐波分析方法。首先,基于瞬态电压方程,建立了逆变器并联系统驱动电流模型和环流电流模型;然后,在三角载波存在相位盖的情况下,应用调制方程分析了环流电流的特性;最后,利用双傅立叶变换对环流电流进行了谐波分析,得到了直流环流分量、基波环流分量及谐波环流分量与三角调制波相位差的关系,为逆变器并联系统中的环流电流控制提供了理论依据。仿真结果验证了该理论分析的正确性。

基于载波相位调节的SPWM逆变器并联系统环流电流抑制方法

针对交流电动机驱动用SPWM逆变器并联系统中的环流问题,根据环流电流与载波相位差的关系,提出了一种基于三角载波相位调节的环流抑制方法。基于载波相位调节最小原则,根据环流电流特性确定载波相位差方向,并根据环流电流直流分量与载波相位差的关系确定载波相位差大小来调节相位超前的三角载波相位以达到抑制环流电流的目的。仿真结果表明:该环流电流抑制方法具有可行性。

逆变器并联系统环流抑制方法研究

由于功率器件本身存在的触发延时差异以及死区控制等因素的存在,在逆变器并联系统中同步的控制信号很难得到同步的输出电压,因此环流电流是普遍存在的。本文针对交流电动机驱动用SPWM逆变器并联系统中的环流问题,根据环流电流与载波相位差的关系,提出一种基于三角载波相位调节的环流抑制方法。基于载波相位调节最小原则,根据环流电流特性确定载波相位差方向,根据环流电流基波分量与载波相位差的关系确定载波相位差大小,调节相位超前的三角载波滞后一定的相位,达到抑制环流电流的目的。仿真结果验证该环流电流抑制方法的可行性。

FANUC-0i数控系统在车铣床技术改造中的应用

介绍了FANUC-0i数控系统与交流伺服电动机调速驱动系统在全闭环控制中所实现的宽的调速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及高定位精度等良好的技术特性;用FANUC交流伺服进给系统完成了主轴分度定位控制的高性能数控机床的改造,并完成了硬件和软件的设计与调整,使该SC55立车具有高性能的多种工作模式,实现了车削与铣削为一体的两种控制方式,完成了数控与电气控制系统的技术改造。