近代交流调速教案 绪论 第1章ppt课件.ppt

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1、近代交流调速内容绪论第1章变频调速的一般基础第2章交-直-交电压型变频调速系统第3章交-直-交电流型晶闸管变频调速系统第4章电流型变频器的多重化技术第5章PWM逆变器近代交流调速内容第6章交-交变频器第7章异步电动机的动态数学模型及矢量控制第8章*同步电动机矢量控制第9章*变频器设计绪论一、概述电力传动控制系统中,按照控制对象类型区分,可分为直流传动和交流传动.20世纪大部分年代里,电力传动已形成公认格局:80%——交流不调速传动;2%——交流可调速传动;18%——直流可调速传动;以前广泛使用的交流电

2、动机不调速系统:①启动时采用直接启动。危害是什么？②带动风机、水泵、压缩机等负载需要调节流量时，只能采用挡板、闸阀、回流、放空等措施。缺点是什么？近年来交流调速有了飞速发展，已进入与直流电动机调速相媲美、相竞争的时代，有取代直流调速的发展趋势。原因：有两个方面1、直流电机的不足1）具有电刷和换向器，必须经常检查维修。且价格贵。2）换向火花使其应用环境受到限制。3）换向能力限制电机的容量和速度。直流电动机的极限容量和速度之积约为。4）直流电机大部分功率是通过换向器流入电枢，转子发热多却散热条件差，中大型

3、电机需要强迫风冷或水冷。2、近代交流调速技术的成熟直到20世纪60-70年代，随着电力电子技术的发展，出现了采用电力电子变换器的交流拖动系统，大规模集成电路和计算机控制技术的应用，使高性能的交流调速系统得到发展，特别是现代控制理论的应用及交流调速原理的发展与成熟，使一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终于被打破。交流拖动控制系统已经成为当前电力拖动控制的主要发展方向。1）电力电子器件是变频器发展的基础第一代是由SCR（晶闸管）组成的变频器功能差、频率低。第二代是GTO和GTR，变频器开

4、关频率在2kHz以下，PWM技术开始应用，可输出正弦波电压和电流，但载波频率和最小脉宽受限，噪声大。第三代是MOSFET和IGBT，开关频率可达20kHz以上，PWM调制的逆变器谐波噪声大大降低。变频器功率大，应用广泛。第四代是IPM，具有保护功能有过流、短路、过压、欠压和过热等，还可以实现再生制动。使变频器的体积、重量和连线大为减少，而功能和可靠性大为提高。2）计算机技术和控制理论是变频器发展的支柱没有采用计算机技术，由分立电子元件组成变频器控制电路，可靠性差、频率低，输出的电压和电流的波形是方波。

5、采用8位微处理器构成的计算机控制系统，采用恒压频比U/F控制、转差频率控制等方法,使逆变器能够得到相当接近正弦波的输出电压和电流，工作性能有了很大提高。采用16位甚至32位微处理器构成的计算机控制系统，推出了矢量控制、直接转矩控制等先进技术，使变频器动态性能得到了很大提高。变频器通过内置参数辨识系统、PID调节器、模糊控制和自适应控制等多种模式选择，以及PLC控制器和通讯单元等，根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。二、交流调速系统的应用优势（1）大功率负载，如电力机车、卷扬机、厚板

6、扎机等的控制系统中，使用交流调速性价比最优。（2）在高速运行场合，如高速磨头、离心机、高速电钻等，转速要求达到数千到上万转，交流调速系统可满足要求。（3）在易燃、易爆、多尘的场合，交流调速系统可不需过多维护。（4）在中压调速系统（6KV-10KV），采用中压电机和变频调速系统，可节省变电站的容量。（5）从控制系统成本上分析：控制装置、功率装置及电机三部分在总调速系统中所占比例看：直流调速系统是---5%、40%和55%；交流调速系统是---10%、60%和30%。交流调速系统主要应用领域：（1）以节能

7、为目的,改恒速为变速。在原来大量的交流不调速领域中，改直接启动为软启动；改恒速为可调速。节电率可达20%以上。（2）以减少维护成本为目的，取代直流调速系统。如直流电梯改为交流电梯；直流轧机改为交流扎机；（3）直流调速难以实现的领域。如电动机车；厚板轧机；高速电钻。按调节参数划分调速方法，分为：（1）改变磁极对数调速；（2）改变电源频率调速；（3）改变电动机的转差率调速；改变电动机的转差率调速，又包含了多种性能差别很大的调速方法。三、异步电动机调速系统分类1、按电动机的实际调速方法分类①变极对数调速；②

8、转子绕组串电阻调速；③液力耦合器调速；传统交流调速④转差离合器调速；⑤调压调速；⑥绕线电机串级调速或双馈电机调速；近代交流调速⑦变频调速；2、按电动机的能量转换类型分类从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分是拖动负载的机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率，与转差率成正比。~PmPsPmech=(1-S)PmPs=SPm1）转差功率消耗型调速系统全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。属于转差功率耗费型调速方法的有：①降压调速、②转差离合器