交流变频调速系统的研究及设计

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1、西安文理学院毕业论文交流变频调速系统的研究及设计第一章：课题分析1.1课题认识：该课题为一个电力拖动系统的一部分，有较明确的目的性：对异步电动机交流变频调速系统的研究；“交流变频调速系统”早已广泛的触及及应用于工业领域，对当代的工业发展作出了巨大贡献。而如何使“系统”更优化，使之产生巨大的经济效益是我们研究的最终目的。1.2知识支持：§.异步电动机调速系统种类很多，但常见的有：(1)降电压调速；（2）电磁转差离合器调速（3）绕线转子异步电机转子串电阻调速（4）绕线转子异步电机串级调速（5）变极对数调速（6）变频调速等等。§.而异步电

2、机调速系统可以分类:（1）转差功率消耗型调速系统（2）转差功率回馈型调速系统（3）转差功率不变型调速系统。对于转差功率不变型调速系统而言：无论转速高低，转差功率消耗基本不变，所以效率最高。而上面的系统种类（5）变极对数调速（6）变频调速，正中其意。（5变极对数调速）的应用场合受限（6变频调速）的应用被进一步发展。-45-西安文理学院毕业论文这样“变频装置”应运而生，它可分为：间接变频装置、直接变频装置。二者各有优势：比较项目类别类别交－直－交变频装置交－交变频装置换能形式两次换能，效率较低一次换能，效率较高换流方式强迫环流或负载谐振

3、环流电源电压环流装置元件数量元件数量较少元件数量较多调频范围频率调节范围宽最高f为电网的1/3—1/2电网功率因数可高。可低。因调压方式不同，（可控）（斩波器）较低使用场合用于各种电力拖动装置，稳频稳压电源或不停电电源特别适用于大功率低速拖动§.根据上表，交－直－交变频装置，优点多，适用范围广，将广泛被应用。对于间接变频装置按控制方式不同可分为3种：-45-西安文理学院毕业论文1.用可控整流器变压、用逆变器变频的交－直－交变频装置。2．用不控整流器整流斩波器变压、用逆变器变频的交－直－交变频装置。3.用不可控整流器整流、用PWM逆变

4、器同时变压变频的交－直－交变频装置。但对于第三种，如果谐波能够减少，就可以输出非常逼真的正弦波。那么只有提高开关的频率。那么研究SPWM逆变器很有必要的。然而在工业生产中，变频器却集中与SPWM逆变器电路和整流滤波电路，制动电路等一起，以便于在生产中便于广泛应用。所以对变频器组成的调速系统是研究的关键。1.3课题的现状：变频器的发展，到现在正处于瓶颈，如何更好的发展，我以我大胆的思维和科学的知识努而为之。我将会从较广的方面步步紧逼课题，论述课题的发展。1.4课题的实践:以实验、仿真的实践作为理论的依据，分析数据，研究实验现象，大胆的

5、创新。第二章：研究背景与意义-45-西安文理学院毕业论文2.1引言（背景）直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先后诞生。在20世纪上半叶，鉴于直流拖动具有优越的调速性能，高性能可调速拖动都采用直流电动机，而约占电力拖动总容80%以上的不变速拖动系统则采用交流电动机，交流调速系统相匹配。直到20世纪60～70年代，随着现代电机的控制理论、控制器、电力电子技术以及计算机辅助设计技术的飞速发展，交流调速系统日臻完善，特别是变频器的问世，给交流电机逐步取代直流电机提供了可能性。例如，具有电刷和换向器因而必须经常检查维修，换向火花使它的应用环

6、境受到限制，换向能力限制了直流电动机的容量和速度等等。于是，用交流可调拖动取代直流可调拖动的呼声越来越强烈，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。目前，市场上销售的变频器，其输出的最高频率一般为50/60HZ,只能满足普通的控制需求，对高速的变频控制是不能满足要求的。本课题正是基于这样高速应用上的考虑和适应这一广阔的市场需求而提出的。2.2课题名称及研究的意义课题名称：《交流变频调速系统研究及设计》目前，交流拖动控制系统的应用领域主要有下述三个方面：（1）一般性能的节能调速和按工艺要求调速　在过去大量的所谓“不变速

7、交流拖动”-45-西安文理学院毕业论文中，风机、水泵等通用机械的容量几乎占工业电力拖动总容量的一半以上，其中有不少场合并不是不需要调速，只是因为过去的交流拖动本身不能调速，不得不依靠挡板和阀门来调节送风的供水的流量因而把许多电能白白地浪费了。如果换成交流调速系统，把消耗在挡板和阀门上的能量节省下来，每台风机、水泵平均都可以节约20%～30%的电能，效果是很可观的。而且风机、水泵对调速范围和动态性能的要求不高，只要有一般的调速性能就足够了。许多在工艺上需要调速的生产机械过去多用直流拖动，鉴于交流电动机比直流电动机结构简单、成本低廉、工

8、作可靠、维修方便、惯量小、效率高，如果改为交流拖动，显然能够带来不少的效益。于是，一般按工艺要求需要调速的场合也纷纷采用交流调速。（2）高性能的交流调速系统和伺服系统由于交流电动机的电磁转矩难以像直流电动机那样通过电枢施行灵活的控制，