工程机械电气主传动方式分析

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1、工程机械电气主传动方式分析【摘要】工程机械电气主传动方式主要有直流调压调速系统和变流变频调速系统两种，现对这两种方式的特点进行介绍并进行相应的比较，以期为相关人员提供有益参考。【关键词】直流调压调速系统;变流变频调速系统;工程机械;电气传动1.引言随着我国计算机一级半导体元件技术的不断提高，现代电气的调速方式也在不断地更新换代，交流变频调速方式便是其中的一员。变频调速在分类上又有交―直―交型、交―交型、电压源型、脉宽调制型、电流源型、VVVF型、矢量型等等方式。但是在传统的直流调速F-D机组系统也通过过渡形成

2、了晶闸管模拟式、晶闸管部分数字式和全数字式系统。想要探讨直流调压调速系统和变流变频调速系统这两类被广泛应用的调速方式的优劣，则必须要通过具体设备的使用工况和工艺要求而定。2.直流调压调速系统和变流变频调速系统介绍2.1直流调压调速系统7经历了现代科技发展的变革，对整流器的更新、以晶闸管整流装置代替了老旧的直流发动机电动机组以及水银整流装置等一系列发展，使得直流电气传动产生了翻天覆地的变化。直流调速指的是通过人为或是自动对直流电动机的转速进行改变，从而满足工作机械的需求，通过改变电动机的参数或电压改变电动机的机

3、械特性，从而达到改变电动机的机械特性和工作机械特性的交点，让电动机能够使稳定运转的速度发生变化[1]。因为直流发动机具有良好的起动与制动性能，所以其比较适用于在比较广泛范围内的平滑调速，在轧钢机、矿场卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属削床机、造纸机、高层电梯等一些需要更高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。今年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论是在理论上还是在实践上都有着比较成熟的技术，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动系统的基础，所以直流调速系统在生产以及生活中起着极为重要的作用[2

4、]。2.2变流变频调速系统7变流变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。电动机有直流电动机和交流电动机。人们想要让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速，定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速和串极调速等交流调速方式就在这样的背景下应运而生;并相继出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机等。但其调速性能都无法和直流电动机相比。直到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了变频调速技术。作为当代电机调速系统的主流，采用变频调

5、速技术的交流电机以体积小、保护系统齐全、可靠性高、操作简单快捷等以往调速系统所不具备的优点而受到广泛地使用和推崇。采用变流变频调速系统的电动机被广泛地运用在钢铁、有色、石油、纺织、机械、化工、建筑、煤炭、电力、航海、电动机车和养殖等行业之中，并且很受欢迎。随着我国的数字控制技术以及电力电子技术的发展，交流电机变频调速系统的应用范围和比较还会逐渐增加。3.直流调压调速系统和变流变频调速系统各自的优点和缺点站在技术角度来说，数字化微处理器的功率半导体变流技术使现代直流和交流调速都达到了很高的水平，其技术也相应地较

6、为成熟。3.1直流调压调速系统的优点和缺点直流调速系统通过采用直流电机，以及晶闸管变流的方式，将交流电转变为直流电。除此之外，直流调速系统还可以通过对电流的线性度以及直流电压进行改变，从而达到对电流给定速度和转矩信号，从而便可以对电机的输入电压和电流进行改变，实现电动机的调速。直流调压调速系统的优点主要有：7（1）具有良好的起动与制动功能，对于在大范围内进行平滑调速有着较大的优势。（2）与同功率系统相比，其过载能力较强，通常都在百分之两百左右。（3）动态反应快，抗干扰能力强。（4）在四象限的工况下，同功率的系

7、统元件比较少，所以直流调速系统的可靠性较高。直流调压调速系统的缺点有：（1）在对直流电动机进行修理时，费时费力，不仅对技术的要求很高而且成本也比较高。（2）电机的防护等级很难进行提高。3.2变流变频调速系统的优点和缺点变流变频调速系统采用的是交流鼠笼电机装置和交流变频调速装置，该系统在进行运行速度的调节时，需要改变频率。变流变频调速系统的优点有：（1）与直流调压调速系统相比，因为采用了交流鼠笼电机的原故，故维修相对简单，防护等级也较高。（2）对电压等级没有什么特俗的需求。（3）该系统的风机、泵类的负载较小，所

8、耗费用不高。7（4）占地面积较小、体积小、重量较轻。例如，美国的某钢厂通过采用交交变频同步电机去替代原有的三点枢直流电机，在电机的功率都为12120kW的情况下，交交变频同步电机对于空间的占用率仅为原来的三分之一。变流变频调速系统的缺点有：（1）在同功率情况下，其过载能力较低。通常情况下<150%。（2）在同功率情况下，其起动力较小。（3）与直流调压调速系统相比，在四象限工况下，变流变频调速系统的系