电磁离合器正反向控制优化方法

4.3.1.1 采样参数的选择

1.负载变动的结果

负载变动时，发电机的第一个反应，就是其输出电流将发生变化。与此同时，机组中的转矩平衡被破坏，机组的转速也将发生变化，导致发电机电压值和频率都发生变化。

例如，当负载电流增加时，发电机的输出电压将下降；与此同时，发电机轴上的阻转矩增加，机组的转速下降，发电机的输出电压进一步下降，频率也随转速而下降。

2.采样参数的选择

因为发电机输出电压的大小，除了和水轮机的转速有关外，还和负载电流有关。而频率的大小只和发电机的转速成正比：机组的转速下降，频率也下降；反之，机组的转速上升，频率也上升。所以，频率便成了调整发电机组运行状况的主要依据。

4.3.1.2 控制框图

1.主体框架

如图4-11所示，最终的控制对象是三相同步发电机G；发电机由水轮机带动，水轮机的转速由导叶的开度决定，导叶由电动机M拖动。

发电机输出的不稳定表现在两个方面：电压和频率。由于电压的大小和负载有关，不能作为调节导叶开度的依据。所以，改变导叶开度的依据是频率。频率高了，应减小导叶的开度；反之，频率低了，应增大导叶的开度。

2.导叶的拖动系统

（1）拖动系统的构成

如上所述，电动机并不直接拖动水轮机的导叶，而是通过正、反两个离合器来控制导叶的开大或关小，如图4-12a所示。具体地说，当发电机发出的电压频率f_X小于额定频率f_N（f_X<f_N）时，让正转离合器得电，导叶正转，开度加大，水轮机加速，频率上升；反之，当频率f_X大于额定频率f_N（f_X>f_N）时，让反转离合器得电，导叶反转，开度减小，水轮机减速，频率下降。

图4-11 电磁离合器主体控制框图(www.xing528.com)

（2）转速的调节

因为电动机并不调速，离合器本身也不可能调速。所以采用“脉冲调速法”，是把离合器的开关“一开一关”地交替着，要是开的时间长，关的时间短，输出轴的平均转速就高，反之，开的时间短，关的时间长，平均转速就低。因为控制信号通常是脉冲信号，故又称为脉宽调制。

如图4-12b所示，离合器每次吸合的时间为t₁，松开的时间为t₂，每次一开一合所需时间为一个周期t_C。很明显：

t_C=t₁+t2

图4-12 离合器控制框图

a）控制框图 b）脉宽调制

每次吸合的时间和周期之比，称为占空比：

D=t₁/t_C （4-1）

式中 D———占空比；

t₁———离合器的吸合时间，s；

t_C———离合器的动作周期，s。

改变离合器吸合与松开的占空比，就可以改变调节导叶开度的快慢了。