浅谈交流变频调速与直流调速_周脉玉
直流调速与交流调速
它们的容量和转速，其极限容量和转速 容量的电力拖动设备，如厚板轧机、矿井卷扬机等， 乘积约为 106KW·r／min，超过这一数 以及极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调速范 值时，直流电机的设计和制造就非常难 采用交流调速为宜。
围 了。（如：电机最高转速 1400rpm，功率
4MW ， 则 容 量 和 转 速 乘 积 为 5.6*106KW·r／min，直流电机设计将
量 态响应性能。
机应用中，能够实现更高的动态性能。
低速大 扭矩
适用于低速大转矩的场合，起动性能 通过对矢量控制或直接转矩控制策略的改进，可以
优良，转矩脉动小。
大大降低转矩脉动，降低噪声，使电机可以运行于极
低速下。
由于直流电机的转动惯量比交流电 交流电机总体效率较高（可达到 97％以上）。采用
节能
机大的多，直流电机的总体效率低（通 交流调速系统，运行性能优异、节能效果显著、降低
能、动 制稳定可靠，且不易对周围的设备产生 现在，交流调速取代直流调速系统已成为发展的趋
态响应 EMC 的问题。
势，在一些新建的生产线上（包括主传动）都用交流
调速（包括交流异步电机调速和交流同步电机调速）。
并且直流电机由于整流子的原因，在功率上受到限制，
在很多场合直流电动机已经不能满足要求。
转子惯 转子惯量较大，加速时间长，影响动 转子惯量远小于直流电机，在要求频繁起制动的轧
轧钢厂存在大量冲击性负载，若控制不好谐波势必
会对电网产生严重干扰。采用三电平 PWM 调制技术的
MV7000 变频器，在网侧实现能量双向传输的同时还能
极大的降低谐波分量，使功率因数等于 1；在电 机侧输
交流调速和直流调速
交流调速和直流调速交流电动机结构简单、价格便宜、维护工作量少，但起、制动及调速性能不如直流电动机，且调速装置价高，故长期以来在调速领域一直以直流调速为主。
近年来，随电力电子技术及控制技术的发展，交流调速的性能与成本已能和直流调速竞争，越来越多的直流调速应用领域被交流调速占领，以交流调速取代直流调速已成为趋势。
调速传动按其应用领域，大致分为四大类:·通用机械的节能调速通用机械指风机、泵、压缩机等类机械，量大、面广，应用于各行各业。
它们的用电量约占全国总发电量的1/3。
这类机械过去都用不调速的交流电动机驱动，风量和流量靠挡板及阀门调节，浪费大量能源。
把这类机械的交流传动系统由不调速改为调速，取消挡板及阀门调节，平均可节电30%~40%，故称这类调速系统为节能调速系统。
改调速后，由于风量和流量可以连续平滑和快速精确控制，给工艺(或燃烧)过程的优化创造了条件，有助于提高产品的产量和质量;由于减少了管道和阀门的压力，可以提高设备寿命，减小维修量。
·工艺调速由于机械设备的工艺需要，要求驱动电动机必须调速运行的传动系统称为工艺调速系统，例如金属加工、造纸、提升等机械的传动系统。
长期以来，在这个领域里都采用直流调速，现正逐步过渡到以交流调速为主。
·牵引调速各种电动车辆及船舶等运输机械的电驱动系统，也要求在运行中及时调速，这类传动系统称为牵引调速系统。
它们属于工艺调速范畴，但由于装在移动机械上，又有许多不同于---般机械的特殊要求，例如供电电源、设备尺寸和重量、散热及防护要求等。
过去这类传动系统都采用直流调速，现也在逐步改用交流调速。
由于牵引机械对传动设备的尺寸、重量和防护有严格要求，而在这些方面交流比直流占优势，所以交流牵引调速取得更快发展。
·特殊调速某些应用场合，用户对调速有特殊要求，满足这些特殊要求的调速系统属特殊调速系统。
例如转速6000r/min以上的高速系统，这种转速要求直流电动机实现不了，只能使用交流调速。
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用三相交流电机调速有哪些方法1 变极调速.2变频调速.3变转差率调速...三相交流电机有很多种。
1.普通三相鼠笼式。
这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。
2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。
这种方式常用在吊车上。
长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。
通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。
相当于改变回路中的电阻达到同上效果。
转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。
这种方式称为串级调速。
配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。
3.多极电机。
这种电机有一组或多组绕组。
通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。
最常见的4/2极电机用（角/双Y)接。
4.三相整流子电机。
这是一种很老式的调速电机，现在很用了。
这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。
通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。
这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。
原理是有点象串砺直流机。
5.滑差调速器。
这种方式其实不是改变电机转速。
而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来调速的。
还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。
严格上来说不算是三相电机的调还方式。
但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。
直流电机的调速方法一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，而常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体，所以只好调节电枢电压，要说有那几种调节电枢电压方法，常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。
PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
变频器和直流调速器优缺点
变频器和直流调速器优缺点1、直流调速的性能更好，这取决于直流电机的机械特性比交流电机更好。
直流调速的速比更大，可在全部的调速范围内都能获得良好的转矩特性。
虽然放眼望去，交流电机占据了传动应用的绝大多数地盘，大有取代直流电机的趋势，但实际在许多场合人们仍在使用直流调速。
直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，由于直流电动机具有低转速大力矩的特点，是交流电动机无法取代的，因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器，具有广阔的应用天地。
2、交流电机结构比直流电机简单，便于维护，价格低。
由于变频技术的发展，交流变频调速的性能越来越接近直流调速，因而人们更愿意使用交流变频调速。
矢量控制已经在理论和实际上都证明了交流调速可以和直流调速相媲美。
现在，交流调速系统已经可以取代直流调速系统，在一些新建的生产线上（包括在主传动）都用交流调速（包括交流异步电机调速和交流同步电机调速）。
并且直流电机由于整流子的原因，在功率上不能做的太大。
在很多场合直流电动机已经不能满足要求。
3、价格方面，直流调速器+直流电机价格高于变频器+交流电机价格。
4、两种调速方式各有优缺点，所以不是说完全能够相互取代。
就像我们的社会制度，两种制度并存，而且在相当长的时间范围内，都会并存，另外一种不会消失。
有网友说，以前是直流调速主导，现在是变频调速主导，以后还会是变频调速主导————对于这个观点，不敢苟同。
如果直流电机和直流调速没有本质上的新技术出现，是无法取代目前的变频调速的。
5、选择电机最根本的依据还是电机的场合，直流电机主要运用在转速低但转矩大的情况下。
直流电机的机械特性好，这点是交流电机比不了的。
相对来说，直流电机设计成本更高。
随着交流电机的不断成熟，在一些行业有交流电机取代直流电机的趋势。
有点场合是必须使用交流电机的，如风机水泵。
6、从目前的应用来看，变频调速的市场占有率是直流调速所无法取代的。
由于大量的应用，大批量地生产，变频器的价格也降下来了，在变频调速能够满足要求的情况下，人们更愿意使用变频调速系统————包括供应商（成本考虑）和使用者（维护原因）。
交流变频与直流变频
变频空调的概念一般空调机由于电源频率50Hz是固定的，所以压缩机的转速是固定的，也就是被称为“空调机血液”的冷媒（氟利昂）的循环是恒量的，在一定时间内冷媒的循环量越大，空调机的输出功率就越高。
也就是说，压缩机的转速决定了空调机的输出功率。
而变频空调是一种使用变频压缩机和模糊控制技术的空调器，能根据室内气温的变化，调节制冷速度。
具有低噪音、耗能低等特点。
一个15平方米的房间，变频空调比定频式调温速度快6－10分钟。
达到设定温度后，变频空调又能以仅为定频空调10％的功率低速运转，以调节温度细微损耗，维持恒温状态。
试验显示，较之定频空调，变频空调噪音低5－6分贝，寿命长5－8年，是空调市场未来的发展方向。
变频空调是相对普通空调来讲的,普通空调的压缩电机采用交流异步电机，转速不变，50HZ时转速约为2880r/min。
而变频空调是先把220V、50HZ的单相交流电转变成为三相变频交流电(25~118HZ，56~160)，供给压缩机，通过频率变化来调节压缩机转速，使制冷量连续变化，适应空调负荷的需要。
变频空调的控制原理及主要特点变频空调与普通空调器或称定转速空调器的主要区别是前者增加了变频器。
变频空调的微电脑随时收集室内环境的有关信息与内部的设定值比较，经运算处理输出控制信号。
交流变频空调的工作原理是把工频交流电转换为直流电源，并把它送到功率模块(大功率晶体管开关组合);同时模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源(合成波形近似正弦波)，使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。
直流变频空调同样把工频交流电转换为直流电源，并送至功率模块，模块同样受微电脑送来的控制信号控制，所不同的是模块输出受控的直流电源(无逆变环节)送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，因此直流变频空调更省电，噪声更小。
变频空调的压缩机由变频电机拖动，电源变频器输出频率变化的交流电给电动机，使电动机的转速可以根据室内制冷量的需要而连续变化，最终压缩机的制冷量达到连续变化的自动控制。
论交流变频调速与直流调速
论交流变频调速与直流调速收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知--------------------------------------------------------------------------------一：变频器的发展直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生与19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。
但是，由于技术上的原因，在很长一段时期内，占整个电力拖动系统80%左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机（包括异步电动机和同步电动机），而在需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的直流电动机。
但是，众所周知，由于结构上的原因，直流电动机存在以下缺点：（1）需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短；（2）由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；（3）结构复杂，难以制造出大容量、高转速和高电压的直流电动机。
而与直流电动机相比，交流电动机则具有以下优点：（1）结构坚固，工作可靠，易于维修保养；（2）不存在换向火花，可以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；（3）容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机。
因此，很久以来，人们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代替直流电动机，并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。
但是，直至20世纪70年代，交流调速系统的研究开发方面一直未能得到真正能够令人满意的成果，也因此限制了交流调速系统的推广应用。
也正是因为这个原因，在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进行调速控制的电力拖动系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。
这种做法不但增加了系统的复杂性，也造成了能源的浪费。
经历了20世纪70年代中期的第2次石油危机之后，人们充分认识到了节能工作的重要性，并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。
随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能的不断提高，变频驱动技术也得到了显著的发展。
交流变频调速 VS 直流调速
交流变频调速的原理及其应用1引言交流异步电动机的调速方式有多种，诸如调压调速、变级调速、串级调速、滑差调速等，而变频调速优于上述任何一种调速方式，是当今国际上广泛采用的效益高、性能好、应用广的新技术。
它采用微机控制、电力电子技术及电机传动技术取得工业交流异步电机的无级调速功能。
目前在国内外已广泛应用，是自动化电力传动的发展方向。
交流变频调速技术已经成熟。
高压大功率变频器（几千V，数千kW）已在大容量风机、高压水泵等电机上应用。
低压小功率（几百V，几个kW）变频器在鼓风机、压缩机、离心机、搅拌机、水泵、机床，甚至在空调、洗衣机等方面被广泛采用。
在纺织工业方面，用于织布机、毛纺机等，本文以地毯背涂机为例叙述在地毯制造业上的应用。
2基本原理及特点变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
常用三相交流异步电动机的结构为图1所示。
定子由铁心及绕组构成，转子绕组做成笼型（见图2），俗称鼠笼型电动机。
当在定子绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机转动起来。
电机磁场的转速称为同步转速，用n1表示n1=60f/p(r/min)(1)式中：f——三相交流电源频率，一般为50Hz。
p——磁极对数。
当p=1时，n1=3000r/min；p=2时，n1=1500r/min。
可见磁极对数p越多，转速n1越慢。
转子的实际转速n比磁场的同步转速n1要慢一点，所以称为异步电机，这个差别用转差率s表示：s=[n1－n）/n1]×100％（2）当加上电源转子尚未转动瞬间，n=0，这时s=1；起动后的极端情况n=n1，则s=0，即s 在0～1之间变化。
一般异步电机在额定负载下的s=（1～6）％。
综合式（1）和式（2）可以得出n=60f（1－s）/p（3）图1三相异步电动机结构示意图图2笼型电动机的转子绕组1—铜环；2—铜条1—机座；2—定子铁心；3—定子绕组；4—转子铁心；5—转子绕组由式（3）可以看出，对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，则电机的转速n与电源频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机调速的目的。
维修电工—论述题 129
1. 为什么在大容量的晶闸管可控整流装置中，多采用同步电压为锯齿波的触发电路？答案：同步信息为正弦波的触发电路其主要缺点是：①移相范围不够大；②同步电压受电网畸变和干扰影响较大；③当电网电压过低时，能使系统工作失常。
而同步信号为锯齿波的触发电路却克服了上述缺点，电路的抗电网电压波动性能好，抗干扰能力强，工作稳定，移相范围宽且在同步电路中所用的正弦波电压不需要滤波，简化了电路设计，同时触发电路能产生带强触发的双脉冲，适用于三相全控桥和带平衡电抗器的双反星形等要求同时触发导通两相晶闸管的整流装置中。
因此大容量的可控整流电路，多采用同步信号为锯齿波的触发电路。
2. 交—直—交变频调速系统有何优缺点？应用前景如何？答案：交—直—交变频调速能实现平滑的无级调速，调速范围宽，效率高，而且能充分发挥三相笼型民步电动机的优点。
缺点是变频系统复杂，成本较高。
随着晶闸管变频技术的日趋完善，其应用前景看好，并有逐步取代直流电动机调速系统的趋势。
3. 电压负反馈可以自动调速，那么单独用电流正反馈能否自动调速？答案：电流正反馈是电压负反馈调速中的辅助措施，它用以补偿电枢电阻上的电压降。
但电动机的转速和电压有直接关系，电流正反馈并不反映电压的变化，所以不能用电流正反馈来进行单独的调速。
4. 对自动控制系统的性能要求有哪些？自动控制的基本规律有哪些？答案：对自动控制系统的基本要求归纳为稳定性、快速性和准确性三个方面。
（1）稳定性稳定性是评价自动控制系统能否正常工作的首要指标，它是衡量系统在过度过程中的振荡倾向和从新平衡状态的能力。
（2）快速性控制系统要求被控量能迅速按照输入信号所规定的规律变化，既要求系统具有一定的响应速度。
（3）准确性准确性是指系统建立平衡状态之后，被控量偏离期望值的误差大小。
准确性描述了系统的稳定精度，又分为有差系统和误差系统。
自动调速系统的性能指标一般包括静态指标、动态指标和经济指标。
（1）静态指标静态指标反映系统静态运行中的性能，主要有调速范围D、静差率s、调速平滑性φ及稳定误差等。
直流电机和交流电机调速方法的不同
直流电机和交流电机调速方法的不同编者摘要：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机我们叫做直流电机。
一、直流电机调速:1、直流电机是指将直流电送到直流电动机，把直流电动机的电能转换成机械能。
这里首先要介绍如何将市电的交流电转换成需要的直流电。
六十年代以前采用的是发电机--电动机系统（F-D），这种方法只有在电动机由专用的发电机供电时才有可能。
2、另一种是可控硅--电动机系统（SCR-D）。
直流电机的调速还比较方便，可以通过调节电枢供电电压，电枢中串联电阻，激磁回路串联电阻来实现。
可见直流电机调速有三种方法，而且调节电枢供电电压的方法容易实现平滑、无级、宽范围、低损耗的要求。
尽管直流电机调速就其性能而言，可以相当满意，但因其结构夏杂，惯量大，维护麻烦，不适宜在恶劣环境中运行，不易实现大容量化、高压化、高速化，而且价格昂贵。
二、交流电机调速:交流电机刚好相反。
电动机结构简单、惯量小、维护方便，可在恶劣环境中运行，容易实现大容量化，高压化、高速化，而且价格低廉。
1、从节能的角度看，交流电机的调速装置可以分为高效调速装置和低效调速装置两大类。
高效调速装置的特点是：调速时基本保持额定转差，不增加转差损耗，或可以将转差动率回馈至电网。
2、低效调速装置的特点是：调速时改变转差，增加转差损耗。
（一）具体的交流调速装置有：高效调速方法包括：改变极对数调速——鼠笼式电机变频调速——鼠笼式电机串级调速——绕线式电机换向器电机调速——同步电机低效调速方法包括：定子调压调速——鼠笼式电机电磁滑差离合器调速——鼠笼式电机转子串电阻调速——绕线式电机（二）调节电动机的转速的方法及各种调速装置的特点：（1）改变极对数调速：优点：①无附加转差损耗，效率高；②控制电路简单，易维修，价格低；③与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速。
缺点：有级调速，不能实现无级平滑的调速。
且由于受到交流电机结构和制造工艺的限制，通常只能实现2～3种极对数的有级调速，调速范围相当有限。
检索报告(交直流调速比较)
专业课程主题文献综合检索报告检索题目：交直流调速比较姓名：郭红明学号：___2010133306__ ____刘兵____ ___2010133324______朱长福_____ ___2010133323______卢鑫_______ ___2010133319______胡坤_______ ___2010133321______张梁_______ ___2010133315__2013年 4月 6日一、课题分析1、学科领域：___电气自动化2、课题内容/信息需求表达：根据课题题目，小组热烈讨论，本课题细分如下：2.1、交流调速简介交流异步电动机的调速方式有多种 诸如调压调速、变级调速、串级调速、滑差调速等 而变频调速优于上述任何一种调速方式 是当今国际上广泛采用的效益高、性能好、应用广的新技术。
它采用微机控制、电力电子技术及电机传动技术取得工业交流异步电机的无级调速功能。
目前在国内外已广泛应用是自动化电力传动的发展方向。
交流异步电动机的转速公式为：N=N1(1-s)=60f(1-s)/p上式中：N 一异步电动机的转速；Nl一旋转磁通势同步转速；s一转差率；f一电源频率；P一极对数。
由上式可知，交流调速系统的调速方法可分为：(1)降电压调速；(2)转差离合器调速；(3)转子串电阻调速；(4)绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速；(5)变极对数调速；(6)变压变频调速等。
以上是一种比较原始的分类方法。
现代科学的分类是：看调速系统的是如何处理转差率的，转差率是消耗还是得到回收。
从这点出发，可以把异步电动机的调速系统分成三类：1)转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中. 2)转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，3)转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高. 在上述异步电动机的各种调速方式中，效率最高、性能最好、应用最广泛的是变压变频调速方式，它是一种转差功率不变型调速，可以实现大范围平滑调速。
交流变频调速与直流调速
交流变频调速与直流调速摘要此刻流行的异步电动机的调速方式可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方式可分为两种：变频变压调速和矢量操纵法，前者的操纵方式相对简单，有二十连年的进展体会。
因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采纳这种操纵方式。
关键词: 交流调速系统目录摘要1前言3设计的目的和意义3变频器调速运行的节能原理3第二章变频器4变频器选型：4变频器操纵原理图设计：4变频器操纵柜设计6变频器接线标准7变频器的运行和相关参数的设置8常见故障分析8第三章交流调速系统概述 10交流调速系统的特点 10第四章直流调速系统的现状及其进展趋势16直流调速系统的现状 1直流调速系统的进展趋势 1第五章直流调速系统的组成与工作原理 18无静差直流调速系统组成及其原理 3转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其原理 3第六章直流调速系统主电路设计与电路图结论31致谢32参考文献33、参考文献[1] 毛峡，丁玉宽．图像的情感特征分析及其和谐感评价[J] ．电子学报, 2001，29(12A) ：1923-1927[2] 脉宽调制变换器型稳压电源[3] 中国步进电机网: 张和生．电机学系统理论[D] ．太原：太原理工大学，1998．[5] 电力拖动控制线路与技能训练[6] 徐德高等,"PWM型稳压电源的并联运行----一种高可靠直流供电系统",电子计算机动态.[7] 张永惠.高压变频器技术的比较[j]. 变频器世界[8] 刘家钰,齐春松. 电厂风机(泵)变频调速技术经济分析[a]. 电厂高压电动机变频调速装置[c]. 中国电力技术协会,中国电力器乐联合会科技服务中心[9] 白恺.火力发电厂大型电动机应用变频调速技术的可行性[a]. 电厂高压电动机变频调速装置[c]. 中国电力技术协会,中国电力器乐联合会科技服务中心[10] 于建明;变频器谐波干扰与预防[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年01期杨仕平;变频器的谐波抑制理论及应用研究[D];电子科技大学;2000年[11] 康华光. 电子技术基础（模拟部份）第五版[M]. 北京：高等教育出版社，[12]王雪文,张志勇主编.传感器技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社,[13]孙肖子.电子设计指南[M].北京：高等教育出版社,—3版.前言设计的目的和意义最近几年来，随着电力电子技术、运算机技术、自动操纵技术的迅速进展，交流传动与操纵技术成为目前进展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和运算机数字操纵技术取代模拟操纵技术已成为进展趋势。
直流调速VS交流变频调速
直流调速VS交流变频调速要比较两者差异，首先必须先对两者的结构做个了解：首先看下一个典型的他励直流电机的内部结构：这里，“他励”可以是永磁体，也可以是线圈励磁以单根绕组来看，其转距和主磁通及电流成正比即T m=K*I*Φ，(K:比例系数，I 电流，Φ磁通)而电流则符合I=（U-E）/r（U：绕组电压E：感生电压r：绕组阻抗）若要实现直流电机调速，可以有以下几种方法：1.在绕组内串联电阻，减小I这种方法增加了拖动系统的损耗，机械性能变“软”，现在基本不用了。
2.调节电枢绕组电压U，这是迄今为止公认最好的一种调速方式，具有以下特点：A）调速后的机械特性不变，速度降落只随电枢电压而变。
B）实现无级调速，零速起调C）由于主磁通不变，电动机额定电流也不变，因此调速过程具有“恒转距”特性。
注：早期大型拖动系统电压调节是利用直流发电机拖动马达，随着电力电子技术的发展，目前普遍使用可关断器件（SCR，GTR，MOSFET，IGBT等）。
3.调节主磁通（因为增加磁通会导致磁路饱和，只能减小磁通，因此此方法又称为“弱磁调速”。
其特点是转速下降较快，但电动机输出功率不变，呈现“恒功率”特性。
总结：1.直流电动机调速在额定转速以下，可以通过调节电枢电压获得非常满意的“恒转距”调速特性。
2.在额定转速以上可以利用弱磁调速获得“恒功率”调速特性这使得其在调速及转距特性方面几乎是完美的。
问题是：直流电机有个非常致命的弱点，其结构本身有一个故障率很高的器件--“换向器”。
上面说到，直流电机的换向器是其固有结构带来的一个致命问题，这使得电动机的另两种类型有了较大的发展--直流无刷（BLDC）电机和交流电机。
三相笼式异步交流电机的内部结构如下图：三相互成120度的交流交替变化在定子绕组内形成旋转磁场，这个速度我们称为同步转速。
转子实际转速和同步转速有速度差，因此，转子笼条在切割磁力线过程中产生感生电动势，并在转子内部形成感生电流。
交—直—交电压型SPWM变频调速
目
录
一、变频调速的基本概念..................................................................................................... 7 概 述.............................................................................................................................. 7 1、变频调速技术是怎样发展起来的？................................................................................ 7 2、变频调速为什么常缩写成 VVVF？................................................................................ 7 3、交—直—交是什么意思？................................................................................................ 8 4、电压型的主要特点是什么？............................................................................................ 8 5、SPWM 代表什么？........................................................................................................... 9 6、直流
交流与直流电机-调速方法-分类-原理-优缺点-应用
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用三相交流电机调速有哪些方法1 变极调速.2变频调速.3变转差率调速...三相交流电机有很多种。
1.普通三相鼠笼式。
这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。
2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。
这种方式常用在吊车上。
长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。
通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。
相当于改变回路中的电阻达到同上效果。
转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。
这种方式称为串级调速。
配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。
3.多极电机。
这种电机有一组或多组绕组。
通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。
最常见的4/2极电机用（角/双Y)接。
4.三相整流子电机。
这是一种很老式的调速电机，现在很用了。
这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。
通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。
这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。
原理是有点象串砺直流机。
5.滑差调速器。
这种方式其实不是改变电机转速。
而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来调速的。
还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。
严格上来说不算是三相电机的调还方式。
但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。
直流电机的调速方法一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，而常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体，所以只好调节电枢电压，要说有那几种调节电枢电压方法，常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。
PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
电机的PWM交-直-交变频调速
1 概述对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。
它们最大的不同之处主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械换向器——整流子。
20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
许多传统的由直流电机调速系统拖动的工业设备改由交流变额调速系统拖动，从而提高了系统的可靠性，减少了系统的维护费用。
随着变频调速应用的日益广泛，相关技术的日益成熟，人们不仅对变频调速系统的精度要求越来越高，而且对控制的功能要求越来越多，对系统的智能化要求越来越高，对系统的抗扰能力要求越来越高，以满足生产的需求并适应不同的工作环境。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
交流变频调速的优异特性：调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静差率较高，相对稳定性好；调速范围较大，精度高；起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显；变频器体积小，便于安装、调试、维修简便，易于实现过程自动化；在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
交流电动机因其结构简单，运行可靠，价格低廉，维修方便，故而应用面很广，几乎所有的调速传动都采用交流电动机。
尽管从1930年开始，人们就致力于交流调速系统的研究，然而主要局限于利用开关设备来切换主回路达到控制电动机启动，制动和有级调速的目的。
变极对调速，电抗或自藕降压启动以及绕线式异步电动机转子回路串电阻的有级调速都还处于开发的阶段。
交流调速缓慢的主要原因是决定电动机转速调节主要因素的交流电源频率的改变和电动机的转矩控制都是非常困难的，使交流调速的稳定性，可靠性，经济性以及效率均不能满足生产要求。
直流调速器与变频器的区别
直流调速器与变频器的区别
直流调速器与变频器的区别
变频器是用于控制交流电机的，直流调速器是用于控制直流电机的，两个不是一种东西但是用途比较接近。
一般在大功率（50KW以上）采用直流电机。
直流电机的优势是直流电机输出功率大，运行稳定，调速性能好，交流电机是很难达到这个要求。
由于变频器的技术不断发展，用于交流电机的调速和输出功率也逐步提升了，所以如果现在进行工程改造设计的话，可以选用变频器来拖动交流电机替代直流调速器来拖动直流电机，与直接直流电机相比基本差别不是很大。
交流变频调速应用于调速，通过智能节省多余的耗损达到节能的目的，而对力矩的精确控制是无法做到的。
尽管目前的变频调速具有矢量控制，在交流调速中，电枢电流和励磁电流是耦合的，是无法做到精确控制的，也就是运用现代控制理论，通过矢量转换，将交流电机中耦合的电枢电流和励磁电流解开，从而对其进行控制，也就是仿真直流调速的原理。
直流调速不涉及变频，直流调速的电枢和励磁不是耦合的，是分开的，这样对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制。
但是要做到直流调速的控制特性目前是很困难的。
因此在轧机、造纸、起重机等对力矩要求很高的行业，直流调速还是具有广泛应用。
直流调速器用在直流电机上，直流调速比较简单，直接控制励磁电路就可以。
交流调速要用变频器，是把工频转换成任意频率的装置。
交流调速可通过调压或变频器来实现，且变频器设计方式价格较低。
所以现在很多调速场合都用变频器的方式来代替直流调速。
浅析交流调速的原理与应用
浅析交流调速的原理与应用【摘要】本文首先在理论上对直流、交流电动机的各种调速方法作了较为系统的比较，并重点阐述了变频调速的原理、应用、优缺点。
进而，理论联系实际，分析了其在显示各个领域的应用，并对其在未来该领域的发展应用做了大胆的预测。
【关键词】调速;变频;应用0.引言在很多需要调速或快速正反向变换的电力拖动领域中，直流电动机因为具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，所以得到了广泛的应用。
而三相异步电动机因结构简单、坚固耐用、性能良好、操作方便、制造成本低，所以在工农业生产中得到的广泛的引用。
近年来，高性能交流调速技术发展进步很快，交流调速逐步取代直流调速。
现代工农业生产所用的电能都是由三相交流同步发电机供给的。
因此，必须寻找新的调速方法加以解决。
1.解决方案变频调速在调速时因转差功率不随转速变化，调速范围宽，在高、低速运行时效率都较高，在采用一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流系统媲美。
因此现在应用面很广。
三相异步电动机转速公式为：n=n1(1-s)=■(1-s)式中，n：三相异步电动机转速；n1：定子旋转磁场转速；f：交流供电电源频率；p：三相异步电动机极对数；s：转差率。
由上式可见，通过改变供电频率f、电动机极对数p和转差率s，就可以达到改变转速的目的。
各种不同的调速方式从本质来说，不是改变交流电动机的同步转速n1，就是不改变同步转速，即改变转差率s。
改变定子供电电源的频率f，改变极对数p属于前者；后者有：改变定子电压、转子回路串附加阻抗或引入外加电势。
变极对数调速为有级调速，因级差较大，不能得到平滑的调速效果。
只有配合调压调速、电磁转差离合器使用，才可获得较高效率的平滑调速特性。
串级调速功率因数较低，而且谐波影响偏大。
电动机的定子电压改变时，可得一组不同的机械特性曲线，从而实现调速的目的。
而电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。
交流同步变频调速取代直流调速应用几个实例
交流同步变频调速取代直流调速应用几个实例
袁经棠
【期刊名称】《中小型电机》
【年(卷),期】1995(22)3
【摘要】列举交流同步变频调速系统,取代直流调速系统和电磁调速系统在工业中成功应用实例。
对交流同步、直流调速性能及经济性进行了分析对比,从速度精度、控制线路简易、可靠性、节能和操作维护各方面,论述交流同步变速系统大大优于
直流调速系统。
交流同步变速系统经数万小时连续工业运行考核,其优良的性能和
经济效益受到各用户和设计院所极大欢迎。
【总页数】3页(P17-19)
【关键词】交流;变频调速;直流调速;同步电动机
【作者】袁经棠
【作者单位】上海电器科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TM341.02
【相关文献】
1.交流电机变频调速讲座：第十讲同步电动机变压变频调速系统 [J], 陈伯时
2.交流电动机变频调速节能技术指南——第4章交流电动机变频调速节能应用的
典型应用领域 [J], 王正元
3.浅析交流变频调速和直流调速发展与特点 [J], 田自成
4.浅析交流变频调速和直流调速发展与特点 [J], 田自成
5.交流同步变频调速代直流调速应用几个实例 [J], 袁经棠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
毕业设计
交流变频调速与直流调速的区别摘要变频调速技术是一种以改变交直流电动机的供电频率来达到交直流电动机调速目的的技术。
大家知道，从大范围来分，电动机有直流电动机和交流电动机。
由于直流电动机调速容易实现，性能好，因此，过去生产机械的调速多用直流电动机。
但直流电动机固有的缺点是，由于采用直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费工，成本高，给人们带来不少的麻烦。
因此人们希望，让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速。
这样就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速和串极调速等交流调速方式；由此出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。
但其调速性能都无法和直流电动机相比。
直到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了变频调速技术。
它的出现就以其优异的性能逐步取代其他交流电动机调速方式，乃至直流电动机调速系统，而成为电气传动的中枢。
关键词：交流变频调速，直流调速目录第一章介绍AC变频调速1.1 变频调速技术简介1.2 变频器的发展现状和趋势1.2.1 变频器的发展现状1.2.2 变频器技术的发展趋势第二章介绍DC调速第三章AC变频调速的工作原理3.1 三相异步电机工作的基本原理3.1.1 异步电机的等效电路3.1.2 异步电动机的转矩3.1.3 异步电动机的机械特性3.1.4 异步电机变频调速原理第四章DC调速的工作原理第五章AC变频调速的应用第六章DC调速的应用第七章研究AC变频调速与DC调速目的与意义第一章介绍AC变频调速1.1 变频调速技术简介变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。
大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。
从大的范围来分，电机有直流电机和交流电机。
由于直流机调速容易实现，性能好，因此过去生产机械的调速多用直流电动机。
但直流机固有的缺点：由于采用直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费工，成本高，给人们带来太大的麻烦。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈交流变频调速与直流调速周脉玉(鹤岗矿业集团公司兴煤公司,黑龙江鹤岗154100)摘 要:简述了变频器调速控制系统的许多优势。
例如:节能,容易实现对现有电动机的调速控制,可以实现大范围的高效连续调速控制,容易实现电动机的正反转切换,可以进行高频度的起停运转,可以进行电气制动,可以用1台变频器对多台电动机进行调速控制,电源功率因数大,所需电源容量小,可以组成高性能的控制系统;还有体积小,维护简单,可靠性好等等;而且着重突出了“高速”这一最重要的优点。
介绍了变频器调速控制技术的发展,阐明了变频器调速控制技术的使用价值和发展前景。
关键词:交流变频;调速;直流调速中图分类号:TN773 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2006)02-0042-04Superficial Analysis of Celocity Modulated of Alternating CurrentFrequency Conversion and Direct CurrentZHOU Mai -yu(Xingshan Coal Mine ,Hegang Ming Industry Group Comp .,Hegang 154100,China )A bstract :A brief introduction of many advantages of the c ontr ol system of velocity modulated of frequency con -verters .For example ,energy -saving ,facilitate to control the velocity modulated of present electronic ma -chines ,satisfy to control a wide range of high efficient continuity ,facilitate to s witch the positive and negativer otation of machines ,enable to operate highly frequent start and stop ,enable to brake electric ,enable to control the speed of many other electric machines by the application of one set of frequency c onverter ;enable to form high efficient control system due to big factor of electrical source power and small capacity of necessary elec -tricity ;has a small -volume ,simple -maintenance ,and good -r eliability ,etc .besides ,stress the most impor -tant advantage of “high speed drive ”.In addition ,an intr oduction of the development of the contr ol technology of velocity modulated of frequenc y c onverter and a statement of wide and imperishable value of the control tech -nology of the velocity modulated of frequenc y converters and its wide development of pr omise .Key words :alternating current frequency conversion ;velocity modulated ;direct current velocity modulated1 变频器的历史直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生距今已有100多年的历史,并已成为动力机械的主要驱动装置。
但由于技术上的原因,长期内,占整个电力拖动系统80%左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机,而在需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的直流电动机。
由于结构原因,直档测b1基极应有0.2～0.3V 的电压,表明正常,否则为损坏。
(4)用万用表直流电压2.5V 档测三极管集电极负载输出应为0.2～0.5V 读数为正常,如为18V 证明三极管已击穿。
(5)脉冲调制部分用万用表直流电压10V 档测出R7两端是否有脉冲输出,如果没有说明输出不正常。
应进一步检查脉冲变压器次级是否击穿,用电阻档检查二极管D5是否短路,D6是否开路,检测时主要测量二极管的正反向电阻及通断。
(6)将检修好的插件调试好后投入运行试验效果良好。
4 结语(1)在测量降压电阻R1时有时用万用表电阻档测量时正常,但实际接在电路中不能使用,这是由于绕线电阻内部有虚接的地方,使用时应引起注意。
(2)在测量脉冲输出时将控制回路接地点处理好,有时在接地不良时也会造成无脉冲输出。
(3)因线路板是插头、插座形式的,有时内部因为氧化造成接触不良,使脉冲不稳,时有时无,在检修时应引起注意。
(4)由于知识水平的有待提高和检测设备的不齐全,在实际检测元件中一般使用万用表测量,存在着测量精确度问题,如检测单结晶体管时配合示波器才能准确地测量脉冲波形。
(5)原线路板从生产厂家购买时2000元一套,通过维修只需要100多元钱,每年可节省资金2万余元。
收稿日期:2005-11-05;修订日期:2006-01-05作者简介:周脉玉(1964-),男,2002年黑龙江大学本科毕业,现在兴煤公司运输区做管理工作。
第25卷第2期2006年2月 煤 炭 技 术Coal TechnologyVol .25,No .02Feb ,2006流电动机有许多缺点:①需要定期更换电刷和换向器,维护保养困难,寿命较短;②由于直流电动机存在换向火花,难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境;③结构复杂,难以制造出大容量、高转速和高电压的直流电动机。
与直流电动机相比,交流电动机则具有以下优点:①结构坚固,工作可靠,易于维修保养;②不存在换向火花,可以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境;③容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机。
因此,很久以来,人们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代替直流电动机,并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。
但是,直至20世纪70年代,交流调速系统的研究开发一直未能得到真正能够令人满意的成果,也因此限制了交流调速系统的推广应用。
正是因为这个原因,在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进行调速控制的电力拖动系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。
这种做法不但增加了系统的复杂性,也造成了能源的浪费。
经历了20世纪70年代中期的第二次石油危机之后,人们充分认识到了节能工作的重要性,并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。
随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展,电力半导体器件和微处理器的性能的不断提高,变频驱动技术也得到了显著的发展。
随着各种复杂控制技术在变频器技术中的应用,变频器的性能不断提高,而且应用范围也越来越广。
目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用,而且几乎已经扩展到了工业生产的所有领域,并且在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛应用。
变频器技术是一门综合性的技术,它建立在控制技术、电力电子技术、微电子技术和计算机技术的基础之上,并随着这些基础技术的发展而不断得到发展。
2 变频器调速控制系统的优势与传统的交流拖动系统相比,利用变频器对交流电动机进行调速控制的交流拖动系统有许多优点,如节能,容易实现对现有电动机的调速控制,可以实现大范围的高效连续调速控制,容易实现电动机的正反转切换,可以进行高频度的起停运转,可以进行电气制动,可以用1台变频器对多台电动机进行调速控制,电源功率因数大,所需电源容量小,可以组成高性能的控制系统等等。
下面介绍一下前面提到的变频器调速控制系统的各种主要优点。
在许多情况下,使用变频器的目的是节能,尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说,通过变频器进行调速控制可以代替传统上的利用挡板和阀门进行的风量、流量和扬程的控制,所以节能效果非常明显。
因为以节能为目的的调速运转对电动机的调速范围和精度要求不高,所以通常采用在价格方面比较经济的通用型变频器。
由于变频器可以看作是一个频率可调的交流电源,对于现有的进行恒速运转的异步电动机来说,只需在电网电源和现有的电动机之间接入变频器和相应设备,就可以利用变频器实现调速控制,而无需对电动机和系统本身进行大的设备改造。
在采用变频器的交流拖动系统中,异步电动机的调速控制是通过改变变频器的输出频率来实现的。
因此,在进行调速控制时,可以通过控制变频器的输出频率,使电动机工作在转差率较小的范围,电动机的调速范围较宽,并可以达到提高运行效率的目的。
一般来说,通用型变频器的调速范围可以达到1:10以上,而高性能矢量控制方式的变频器的调速范围可以达到1:1000。
此外,当采用矢量控制方式的变频器对异步电动机进行调速控制时,还可以直接控制电动机的输出转矩。
因此,高性能的矢量控制变频器与变频器专用电动机的组合在控制性能方面可以达到和超过高精度直流伺服电动机的控制性能。
利用普通的电网电源运行的交流拖动系统,为了实现电动机的正反转切换,必须利用开闭器等装置对电源进行换相切换。
利用变频器进行调速控制时,只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序即可以达到对输出进行换相的目的,很容易实现电动机的正反转切换,而不需要专门设置正反转切换装置。
此外,对在电网电源下运行的电动机进行正反转切换时,如果在电动机尚未停止时就进行相序的切换,电动机内将会由于相序的改变而流过大于起动电流的电流,有烧毁电动机的危险,所以通常必须等电动机完全停下来之后才能够进行换相操作。
在采用变频器的交流调速系统中,可以通过改变变频器的输出频率使电动机按照斜坡函数的规律进行加速,达到限制加速电流的目的。
因此,在利用变频器进行调速控制时更容易和其它设备一起构成自动控制系统。
对于利用普通的电网电源运行的交流拖动系统来说,由于电动机的起动电流较大并存在着与起动第2期 周脉玉:浅谈交流变频调速与直流调速 ·43· 时间成正比的功率损耗,所以不能使电动机进行高频度的起停运转。