恒压频比控制调速系统的绪论.docx

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1、摘要电能作为现今人类社会最重要能源之一，人们对电能的利用越来越重视。异步电动机的优点：价格低廉、运行稳定、结构简单、制造方便、维护简单等，所以异步电动机在电力拖动系统中运用越来越常见，逐渐成为电力拖动的主流。本论文介绍了基于稳态等效电路的异步电动机稳态模型，阐述异步电动机调速的三种方法和气隙磁通，又论述了变压变频调速的基本原理，基频以下和基频以上三相异步电动机调速情况，讨论基频以下的电压补偿控制。由电力电子器件组成的静止式功率变换器，叫做变频器，分为交-直-交变频器和交-交变频器。对上述两种变频器做了阐述，又介绍了SPWM（正弦波脉宽调制）技术控制方式，最后设计出采用转速开环电压

2、频率协调控制的方案，能满足对调速性能要求不高并且在一定范围内实现高效率的调速的负载。关键字：变频器调速异步电动机SPWM第一章绪论1.1课题的背景及意义人来社会越来越离不开能源，能源有多种形式，例如光能、原子能、热能、化学能、机器能、电能等。而电能作为最重要能源之一，因此人们对电能的利用也越来越重视。与其他的能源比较，电能有着集中管理和大量生产、传输和分配容易、转换经济、易于实现自动控制，它还是一种对环境污染很小的洁净再生能源，所以电能在科学技术、国防建设、交通运输、信息传输、工农业生产、及平常生活等很多领域有着很广的应用。电动机是把电能转换成为机械能，成为各种机器的动力之源，是

3、很重要的用电设备，应用在很多国民经济的机器中，全国的电动机所使用的电能占总比例的60%-70%。按照电量制式分类，电动机分成两类：一种直流电动机，一种交流电动机。交流电动机又有异步电动机和同步电动机两种，它的种类最多、用途不同、形式多种多样。统计资料显示，交流电动机消耗电量大概是电机总消耗电量的85%，因此，交流电动机的使用度占国民经济中很重要的份量。逆变技术、现代控制理论、计算机技术、电力电子技术、电子学等的发展可以促进电机调速系统的高速成长。现今电力电子技术使用频率最高之一的就是电机调速，其有非常大魅力，并且有非常大挑战难度。据资料统计，其有非常广的市场，现今世界上已经超过1

4、00亿的各式各样的电机在应用。将电能转换成机械能的重要设备是电动机，在实际生产中，一按照生产设备的工艺要求调节和控制电动机的机械旋转速度，二需要电动机有很高的电能-机械能转换效率。对保证产品质量、节约电量和保证生产效率有重要影响的是电动机调速的好坏。电动机再加上它的控制设备称作电力传动控制系统。在电力传动自动控制系统中，直流调速系统的控制对象是直流电动机；交流调速系统的控制对象是交流电动机。交流电机又有两类，一异步电动机调速系统；二同步电动机调速系统。大家都知道，由于直流电动机的数学模型简单，转速、转矩易于调节和控制，当使用转速、电流双闭环直流调速系统能满足很好的静、动调速情况，

5、所以在高精度、调速且可逆的拖动技术领域中，直流调速占了很长的时期和很重要的位置，不过，因为在电刷和机械式换向器中直流电动机有下面的几个弱点，所以用直流调速系统会有很多不便。1、由于电刷需要经常更换，对机械式换向器的维修与检查频率很高，结果导致维护直流调速系统成本大、工作任务多，还可能会影响它的生产效率。2、特别是加长换向器与电枢的直径长度，以便让机械换向器稳定运行，会产生电机转动惯量太大的现象。当生产工艺对灵敏性非常敏感时，就对使用直流调速方式增加了很大的困难。3、直流电动机的使用环境也有很大的限制，比如腐蚀强、粉尘浓度高、易燃、易爆炸等很多环境。4、有很多工业环境都需要大功率、

6、高转速的电机，但是由于电机的换向电压、电流以及机械式换向器表面线速度都有限制最大值，超过最大值会大幅度增强调速系统的复杂化，还有制造结构的成本与难度，所以当使用直流调速控制低压大电流直流电机时，会有很大的浪费。基于上述原因，使用直流调速系统有很多的困难。另一方面，使用无换向器的交流电动机构成的交流调速系统可以克服这些困难，对很多工业环境电机的调速需要给予应对。对于交流电动机，特别指出鼠笼型异步电动机，有很多长处，比如，运行使用稳定、维护频率低、转动惯量很低、制造方便、构造简便、适宜各种环境。1.2国内外研究现状与发展在很长一段时间里，因为科技技术的瓶颈，没有处理好当交流电动机做调

7、速电机引起的一系列故障，所以存在了效率不高，浪费电量，控制速度不好的调速方式，例如：1、在绕线式异步电动机中使用的在转子中加入电阻和在机组中加入多级调速方式。2、在鼠笼型异步电动机中用到的电磁调节速度和定子调节电压调节速度的方式。从上世纪60年代之后，因为需要节约电量以及工业工艺的限制，地球上每个国家都开始发展交流调速技术，特别在上世纪70年代之后，当电力电子技术高速发展以及控制理论取得的重大成果，交流调速以及变频调速装置取得很大的成果，其获得的成果阐述以下：1、大容量交流调速系