《交流传动控制系统》PPT课件

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1、第6章交流传动控制系统直流传动系统，因其具有的高精度性，在很长时间内占据了需要速度调节的大部分应用领域。但是，直流电动机因为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境受到限制，换向能力也限制了直流电动机的容量和速度等。随着变流技术和计算机控制技术的发展，使得采用新型电力电子变换器的高性能交流调速系统应运而生，交直流拖动按调速性能分工的格局终于被打破。目前，需要速度调节的应用，工程师一般采用交流拖动控制系统。6.1交流拖动控制系统的应用领域目前，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；2)高性能的交流调速系统和伺服系统；

2、3)特大容量、极高转速的交流调速。6.2调压调速系统交流调压器是输出与输入频率相同而电压不同的交流电压控制器，交流调压器的调节控制方式可分为：1）移相控制的交流调压器(单称交流移相调压器)2）通断比控制的交流调压器(简称交流通断控制调压器)。交流调压，晶闸管可以藉负载电流过零自然关断，不需另加换流电路，所以电路结构简单，调整方便。但其输出含有较严重的谐波分量，对于加热炉、电光源、以及交流电动机、电焊机等惯性较大的负载，谐波对工作的影响较小，故交流调压多用于热或机械惯性较大的负载功率调整。6.2.1晶闸管交流移相调压器1．单相相控调压6.2.1晶闸管交流移相调压器1．单相相控调压(1

3、)电阻性负载图6.1a)中,设输入电压为在电源正半周触发VT1，控制角为α1，在电源负半周触发VT2，控制角为α2，若令α1=α2，则输出电压有效值为当控制角α从0到π变化时，输出电压有效值U0从U变到0。对于反并联的两个晶闸管VT1和VT2，通常采用脉冲变压器将控制极触发电路隔离，脉冲变压器一次侧绝缘耐压应能承受电源电压。（2）电感性负载具有RL负载的单相交流调压电路如图6.2所示。设输入电压，并设负载对电源频率的功串因数角，α为VT1的控制角，θ为VT1的导通角，则这三个角度之间的关系为当一定时，θ与α的关系如图6.3的曲线所示，由式(6.3)和图6.3可见：对电感性负载的单相

4、交流调压，其控制角移相范围应为≤α<π，若α<，则控制器不能调压，只能作简单开关用，图6.2的波形即为α>的情形。带RL负载的单相交流调压电路及θ、φ和α的关系2．三相交流移相调压器(1)负载星形连接双向开关三角形连接的电路及不同时刻各管导通状态见表II—线电流有效值Ip一相电流有效值(2)负载三角形连接该电路线电流的有效值不遵守一般三相线性系统的关系，而有负载三角形连接三相交流调压电路图6.6中，图a)所用开关元件电流容量比图b)小，但如以每时刻均为两个元件导通时图a)是负载各相单独接入到线电压的一相中去，而图b)是三相负载每时都接入列线电压上，所以图b)负载相电流的谐波成份小一

5、些。6.2.2固态继电器交流移相调压器1.固态继电器固态继电器英文名称为SolidStateRelay，简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出之间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。6.2.2固态继电器交流移相调压器1.固态继电器相对晶闸管，SSR具有如下优点：(1)固体继电器工作可靠，寿命长；(2)无噪声、无火花、无电磁干扰、抗干扰能力强；(3)体积小、耐冲击、耐振荡、防爆、防潮、防腐蚀；(4)开关速度快，能与TTL、DTL

6、、HTL等逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。主要不足：(1)通态压降大(管耗大，需相应散热措施)；(2)有断态漏电流，需要限制最小负载；(3)交/直流不能通用，且；触点组数少；(4)过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。SSR固体继电器用途SSR固体继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，数控机械，遥控系统、工业自动化装置、信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统、仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机、自动消防保安系统以及作为电网功网因素补偿的电力电容切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。SSR交流固

7、体继电器按开关方式分为：电压过零导通型(简称过零型)随机导通型(简称随机型)；按输出开关元件分为：双向可控硅输出型(普通型)单向可控硅反并联型(增强型)；按安装方式分为：印刷线路板上用的针插式(自然冷却，不必带散热器)固定在金属底板上的装置式(靠散热器冷却)；另外输入端又有宽范围输入(DC3—32V)的恒流源型和串电阻限流型等。2.固态继电器工作原理固态继电器SSR工作原理与晶闸管SCR相似。图6.8是过零型/随机型SSR的输出波形图a)电平控制b)脉冲控制固态继电器