交流调速控制系统
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第10章 交流调速控制系统
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．1 异步电动机闭环变压调速系统简介
图10-1高转子电路电动机在不同电压下的机械特性
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．1 异步电动机闭环变压调速系统简介
对于恒转 矩性质的 负载，要 求其调速 范围大于 2时，往 往采用带 转速反馈 的闭环系 统。
图10-2 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．2 闭环变压调速系统的静特性
图10-3 闭环控制变压调速系统的静特性
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．1变压变频调速的特点
变频调速的调速范围宽，无论高速还是低速效率 都比较高，通过变频控制可以得到和直流他励电动机 机械特性相似的线性硬特性，能够实现高动态性能
转子每转过60°空间电角度，通过控制电路，顺序地使功率晶体管导通。 如按图10-11所示的编号，则六个功率晶体管按 V1→V2→V3→V4→V5→V6→V1顺序循环导通，每个功率晶体管导通 120°空间电角度，给电枢绕组提供三相平衡电流，产生电磁转矩使电动 机转子连续旋转。
10-14 自控变频同步电动机控制框图统结构原理框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
图10-15 位置检测器安装位置和逻辑图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
2．通用变频器
图10—12 双极性SPWM调制器
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
图10—13自控变频同步电动机调速系统结构原理框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
电流型逆变电路的主要特点是:
①直流侧串联有大电感,相当于电流源。直流侧电流基本无脉动,直 流回路呈现高阻抗。 ②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流 侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
图10—4 交—直—交变频器工作原理
a) 原理图
b)波形图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
2. 交—交变压变频器
图10—7 交—交变压变频器每相可逆线路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路; 直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路 。
(a)电压源逆变器 (b)电流源逆变器 图10—8 电压源型和电流源型逆变器示意图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
电压型逆变电路的特点
①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。直流侧电压基 本无脉动,直流回路呈现低阻抗。 ②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且 与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的 不同而不同。 ③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无 功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆 变桥各臂都并联了反馈二极管。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流测电惑起缓冲无
功能量的Hale Waihona Puke Baidu用。
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 4 180°导通型和l20°导通型逆变器
根据各控制开关轮流导通和关断的顺序不同可以分为180°导通型和 120°导通型两种换流方式。
图10—9 三相桥式逆变器主电路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
1．交—直—交变压变频器 2. 交—交变压变频器
图10—5 交—直—交变频器的构成
图10—6 交—交〔直接〕变压变频器的结构
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
1．交—直—交变压变频器
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
1．他控变频调速系统
10—10 SPWM变频器控制电路变器主电路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
2．通用变频器
图10—11 通用变频器的组成框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．1 异步电动机闭环变压调速系统简介
图10-1高转子电路电动机在不同电压下的机械特性
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．1 异步电动机闭环变压调速系统简介
对于恒转 矩性质的 负载，要 求其调速 范围大于 2时，往 往采用带 转速反馈 的闭环系 统。
图10-2 带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统
10.1 异步电动机闭环控制变压调速系统
• 10．1．2 闭环变压调速系统的静特性
图10-3 闭环控制变压调速系统的静特性
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．1变压变频调速的特点
变频调速的调速范围宽，无论高速还是低速效率 都比较高，通过变频控制可以得到和直流他励电动机 机械特性相似的线性硬特性，能够实现高动态性能
转子每转过60°空间电角度，通过控制电路，顺序地使功率晶体管导通。 如按图10-11所示的编号，则六个功率晶体管按 V1→V2→V3→V4→V5→V6→V1顺序循环导通，每个功率晶体管导通 120°空间电角度，给电枢绕组提供三相平衡电流，产生电磁转矩使电动 机转子连续旋转。
10-14 自控变频同步电动机控制框图统结构原理框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
图10-15 位置检测器安装位置和逻辑图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
2．通用变频器
图10—12 双极性SPWM调制器
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
图10—13自控变频同步电动机调速系统结构原理框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
3．永磁同步电动机的自控变频控制
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
电流型逆变电路的主要特点是:
①直流侧串联有大电感,相当于电流源。直流侧电流基本无脉动,直 流回路呈现高阻抗。 ②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流 侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
图10—4 交—直—交变频器工作原理
a) 原理图
b)波形图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
2. 交—交变压变频器
图10—7 交—交变压变频器每相可逆线路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路; 直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路 。
(a)电压源逆变器 (b)电流源逆变器 图10—8 电压源型和电流源型逆变器示意图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 3 电压源型和电流源型逆变器
电压型逆变电路的特点
①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。直流侧电压基 本无脉动,直流回路呈现低阻抗。 ②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且 与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的 不同而不同。 ③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无 功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆 变桥各臂都并联了反馈二极管。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流测电惑起缓冲无
功能量的Hale Waihona Puke Baidu用。
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 4 180°导通型和l20°导通型逆变器
根据各控制开关轮流导通和关断的顺序不同可以分为180°导通型和 120°导通型两种换流方式。
图10—9 三相桥式逆变器主电路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
1．交—直—交变压变频器 2. 交—交变压变频器
图10—5 交—直—交变频器的构成
图10—6 交—交〔直接〕变压变频器的结构
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10．2．2电力电子变压变频器的主要类型
1．交—直—交变压变频器
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
1．他控变频调速系统
10—10 SPWM变频器控制电路变器主电路
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统
2．通用变频器
图10—11 通用变频器的组成框图
10.2 笼式异步电动机变压变频调速系统
• 10. 2. 5 变压变频调速系统