交流调速第一章.ppt

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1、教材:《电气传动与控制基础》廖晓钟北京理工《交流调速系统》陈伯时机械工业《直接转矩控制》陈伯时机械工业参考书:﹡《现代直流伺服系统控制技术及其系统设计》秦继荣机械工业1993﹡《现代交流伺服系统》秦忆华工1995﹡《伺服控制系统中的传感器》曲家骐机械工业﹡《伺服系统设计的现代实践》(美)D.R.威尔桑国防工业1997目录第一章绪论第二章异步电机的调压调速第三章绕线型异步电机的串级调速系统第四章异步电机的变频调速第五章异步电机的矢量控制第六章异步电机的直接转矩控制第一章绪论§1.1交流调速系统的概况§1.2异步电机的机械特性§1.3异步电机的

2、基本调速方法返回目录§1.1交流调速系统概况一、电气传动系统的发展历程直流传动和交流传动分别在19世纪先后诞生。19世纪80年代以前，直流传动是唯一的电气传动方式19世纪末，交流传动开始在工业生产中得到应用交流电的产生；三相制交流电输送与配电问题的解决；交流鼠笼式异步电动机的发明；20世纪前半叶生产技术的发展，对电气传动系统在启制动﹑正反转﹑调速精度﹑调速范围和静动态特性方面提出了更高要求应用情况：高性能可逆可调速传动领域都采用直流传动；约占电气传动总容量80%的不变速传动采用交流传动；技术性能：直流传动具有优良的调速性能；交流传动因技术发

3、展的局限性，尽管提出多种技术解决方案，但是性能无法与直流传动相比，难于满足生产要求；§1.1交流调速系统概况20世纪70年代初叶，交流传动技术获得突破性进展直流电机具有电刷换向器，必须进行维护，转速不高，容量小，适用范围有限；席卷全球的石油危机迫使西方工业国家投入大量的人力物力研究高效的交流调速系统技术基础的发展：大规模集成电路﹑计算机控制技术和现代控制理论的发展为交流电气传动的发展创造了前提条件。§1.1交流调速系统概况目前，交流传动有取代直流传动的趋势交流调速在各个公元领域的应用比例正在逐渐增大；世界范围的设计研究重点转向交流调速；技术

4、方法：变频调速﹑矢量控制/磁场定向控制技术﹑直接转矩控制和解耦控制控制技术的发展，形成了一系列可以和直流传动相比的高性能交流调速系统。§1.1交流调速系统概况§1.1交流调速系统概况二、交流传动系统的应用前景1.节能大多数交流传动装置设计留有相当余量，而且不总在最大负荷下运行，可以在负荷变化时，采用变流技术降压，达到节能的目的；过去大量的不变速交流传动中，风机﹑水泵﹑压缩机等机械总容量占工业电气传动总容量的一半，不少场合不是不需要调速，而是因为过去交流电机本身无法调速，不得不靠挡板和阀门来调节送风量和供水量，白白浪费了大量的电能。如果换成交

5、流调速系统，那么消耗在挡板和阀门上的能量节省下来，每台风机水泵可节能20%。§1.1交流调速系统概况2.特大容量，极高转速直流电机换向器的换向能力限制了它的容量和转速，其极限容量和转速的乘积约为106KW.r/min,超过这一数值的直流电机设计制造比较困难,而交流电机无此限制,因此特大容量(厚板轧机﹑矿井卷扬机)和极高转速传动(高速磨床﹑离心机)3.传统直流传动系统的技术改造过去许多工艺上需要调速的生产机械多采用直流传动,鉴于交流电机比直流电机结构简单成本低工作可靠维护简单转动惯量小效率高,因此采用交流传动来改造直流传动,本身就能带来不少经

6、济效益。§1.1交流调速系统概况三、交流传动系统的类型交流电机有同步电机和异步电机两大类1.异步电机调速系统的类型①降压调速;②电磁转差离合器调速;③绕线转子异步电机转子回路串电阻调速;④绕线转子异步电机串级调速;⑤变极对数调速;⑥变压变频调速§1.1交流调速系统概况按照交流异步电机的基本原理，从定子传入转子的电磁功率可以分为两个部分：拖动负载的有效功率P2=（1-S）Pm转差功率Ps=SPm§1.1交流调速系统概况从转差功率转换的角度来看，可以将异步电机调速系统分为三类：转差功率消耗型调速系统；转差功率回馈型调速系统；转差功率不变型调速系

7、统。类型调速方法特点转差功率消耗型①②③消耗全部功率；效率最低；结构简单；转差功率回馈型④大部分转差功率回馈利用；效率较高；需要回馈装置转差功率不变型⑤⑥转差功率消耗基本不变；效率高§1.1交流调速系统概况2.同步电机调速系统的类型同步电机没有转差，也没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是功率不变型（恒为零），极对数固定，只能靠改变供电电压的频率来改变同步转速不改变同步转速的调速方法转子串电阻；转子斩波调速；改变定子电压；改变转子附加电势；应用电磁转差离合器等方法改变同步转速的调速方法改变定子极对数；改变定子电压频率；应用无换向器电机；§

8、1.1交流调速系统概况四、交流传动系统的类型1﹑交流调速系统的主要发展方向变频调速变频调速是交流调速的主要研究内容，也是最有发展前途的一种交流调速方式，交-直-交变频调速系统（在