交流传动控制系统PPT课件
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同步电动机的调速靠改变供电电压的频率来改变其 同步转速；
异步电动机的调速方法，从利用晶闸管控制技术来 看有：控制加于电机定子绕组的电压——调压调速； 控制附加在转子回路的电势——串级调速；控制定子 的供电电压与频率——变频调速；无换向器电机调速 系统和电磁转差离合器调速系统等几种方法。
由于交流调速技术不仅具有优良的调速性能，而且 还带来节约能源、减少维护费用、节约占地面积等 优点，是调速技术发展的方向。
15
3 交-直-交变频调速系统
1)电压型变频器 (1) 电压型变频调速系统原理框图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
16
• (2) 典型电压型变频器
典型电压型变频器主电路: 逆变器与整流器的中间环节采用电容滤波，
类似于电压源。二极管的作用是将电动机的 无功功率反馈给滤波电容，以提高逆变器换 流工作的稳定性。
.
17
电压型变频器主电路工作原理
.
2
12.1 电磁转差离合器调速系统
1电磁转差离合器的调 速原理
电磁转差离合器调速系
统,就是在笼型转子异步
机轴上装上一个电磁转
差离合器，并由晶闸管
控制装置控制离合器绕
组的电流，改变这一电
流，即可调速.转差离合
器主要由主动部分1电
枢和从动部分2磁极组
成，在磁极上装有励磁
绕组3.
.
3
调速系统主要由晶闸管整流电源、电磁转差离 合器和异步电动机三大部分组成。
.
7
2.异步电动机的调压特性
对于鼠笼型异步电动机，可 以将电动机转子的鼠笼条由 铸铝材料改为电阻率较大的 黄铜条，使之具有如图(b) 所示的机械特性。即使这样， 调速范围仍不大，且低速时 运行稳定性不好，不能满足 生产机械的要求。为了既能 保证低速时的机械特性硬度， 又能保证一定的负载能力， 一般在调压调速系统里采用 转速负反馈构成闭环系统.
从目前变频器使用情况看,平均节电30%.
2005年国家“节能中长期专项规划”的十大重点节 能工程中,第5项就是电机系统节能工程,“十一.五”期 间,将形成200亿千瓦时的节电能力.
.
14
2 变频调速系统的分类
1) 交-直-交变频调速
(1) 从换流电路型式分类:串级电感式;串级二极管式; 带辅助晶闸管(180°通电型);带辅助晶闸管(120° 通电型).
.
8
12.3 线绕式异步电动机调速系统--串级调速
1 串级调速的一般原 理
异步电动机的串级调速， 就是在异步电动机转子 电路内引入附加电势 Ead ， 以 调 节 异 步 电 动 机的转速。引入电势的 方向，可与转子电动势 E2方向相同或相反，其 频率则与转子频率相同。
.
9
2. 串级调速时的机械特性的特征
1.双向晶闸管交流调压电路
将三个双向晶闸管分别接至 三相负载就构成了一个典型 的三相交流调压电路。负载 可以是Y形连接，也可以是 △形连接，Y形接法的电阻 性负载如右图所示。
•三相交流调压电路，为保证 输出电压对称并有相应的控
制范围，要求触发信号必须
与交流电源有一致的相序和
相位差，要求采用控制角大 于 60° 的 双 脉 冲 或 宽 脉 冲 触 发电路。
应用于无磨床饮料灌装机,油泵油嘴试验台等的控制中
.
4
2.电磁转差离合器的调速特性
机械特性:激磁电流愈小，特 性愈软。
左图所示的机械特性不能直 接应用于速度要求比较稳定 的工作机械上。一般都要接 入转速负反馈。机械特性如 下图
.
5
例:JZT1简易式转差离合器调速系统
.
6
12.2 交流调压调速系统
以A相为例来说明逆变 器的换流原理，其中， VS1和VS2为主晶闸管， VS1 和VS2 为辅助 换流晶闸管，作为LC振 荡电路的充放电开关。
换流时，主晶闸管的关
断是靠触发辅助换流晶
闸管来实现的，而辅助
晶闸管本身的关断则是 由LC串联谐振电路中的 电流反向来实现的。
第12章 交流传动控制系统
掌握交流异步电动机调速的基本原理及 主要方法;
了解电磁转差离合器调速系统的原理和 性能;
掌握线绕式异步电动机串级调速的原理, 特性和应用领域;
了解变频调速系统的分类及其基本原理, 特性和应用范围.
.
1
交流异步电动机的调速方法
n(1S) 6 0f P
交流电动机有同步电动机与异步电动机两大类。
.
11
线绕式异步电动机串级调速原理方框图分析
上图中，线绕式异步电动机M的转子电压经 不可控整流电路转换为直流电压，经平波电 抗器、再由晶闸管有源逆变电路将该直流电 压逆变为交流，有的经变压器，有的直接反 馈给交流电网。经逆变后的电压可视为加到 电动机转子的电势Ead。改变逆变器中晶闸管 的逆变角β,就可以改变附加电势Ead的大小， 从而实现了异步电动机的串级调速。
(2) 从直流电源分类:型式电压型;电流型.
(3) 从调压方式分类:相位控制晶闸管整流;晶闸管直 流开关;脉冲宽度调制型.
2) 交-交变频调速
(1) 从相数分类:单相-单相;三相-三相.
(2) 从连接方式分类:反并联整流电路;交叉连接整流 电路.
(3) 从有无环流分类:有环. 流;无环流.
外加电压不变，频率降低，磁通增加,将造成
电动机的磁路过饱和，因此,要求频率,电压同
时变化,即保持U/f=定值.
.
13
变频调速
国家“电动机调速技术产业化途径与对策的研究”报 告:
中国发电量的66%消耗在电动机上,全国电动机总装 机容量超过4亿千瓦,有70%拖动的是风机,泵,压缩机, 这其中一半即7500万千瓦适合调速.
右图给出了串级调速时异步 电动机转速低于同步转速的 一组机械特性曲线。由特性 可知，若引入的附加电势愈 大，则n0愈小，即电动机的 转速愈低。
在串调系统中,同步转速是恒 定的,但它的理想空载转速能 连续平滑地调节,其值为:
n0 n0(1U2E 0c2o0 s)
.
10
3.线绕式异步电动机串级调速原理方框图
串级调速技术应用较广,如湖北葛洲坝-----上 海奉贤的正负500kV高压直流输电.也适用于 通风机负载，其缺点是功率因数较差。
.
12
12.4 变频调速系统
1 变频调速的原理
由 n(1S)60f P
可知:
改变定子电源频率可以改变同步转速和电动 机的转速。又由异步电动机的电势公式可知,
外加电压近似与频率和磁通的乘积成正比,若
异步电动机的调速方法，从利用晶闸管控制技术来 看有：控制加于电机定子绕组的电压——调压调速； 控制附加在转子回路的电势——串级调速；控制定子 的供电电压与频率——变频调速；无换向器电机调速 系统和电磁转差离合器调速系统等几种方法。
由于交流调速技术不仅具有优良的调速性能，而且 还带来节约能源、减少维护费用、节约占地面积等 优点，是调速技术发展的方向。
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3 交-直-交变频调速系统
1)电压型变频器 (1) 电压型变频调速系统原理框图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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• (2) 典型电压型变频器
典型电压型变频器主电路: 逆变器与整流器的中间环节采用电容滤波，
类似于电压源。二极管的作用是将电动机的 无功功率反馈给滤波电容，以提高逆变器换 流工作的稳定性。
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电压型变频器主电路工作原理
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12.1 电磁转差离合器调速系统
1电磁转差离合器的调 速原理
电磁转差离合器调速系
统,就是在笼型转子异步
机轴上装上一个电磁转
差离合器，并由晶闸管
控制装置控制离合器绕
组的电流，改变这一电
流，即可调速.转差离合
器主要由主动部分1电
枢和从动部分2磁极组
成，在磁极上装有励磁
绕组3.
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调速系统主要由晶闸管整流电源、电磁转差离 合器和异步电动机三大部分组成。
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2.异步电动机的调压特性
对于鼠笼型异步电动机，可 以将电动机转子的鼠笼条由 铸铝材料改为电阻率较大的 黄铜条，使之具有如图(b) 所示的机械特性。即使这样， 调速范围仍不大，且低速时 运行稳定性不好，不能满足 生产机械的要求。为了既能 保证低速时的机械特性硬度， 又能保证一定的负载能力， 一般在调压调速系统里采用 转速负反馈构成闭环系统.
从目前变频器使用情况看,平均节电30%.
2005年国家“节能中长期专项规划”的十大重点节 能工程中,第5项就是电机系统节能工程,“十一.五”期 间,将形成200亿千瓦时的节电能力.
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2 变频调速系统的分类
1) 交-直-交变频调速
(1) 从换流电路型式分类:串级电感式;串级二极管式; 带辅助晶闸管(180°通电型);带辅助晶闸管(120° 通电型).
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12.3 线绕式异步电动机调速系统--串级调速
1 串级调速的一般原 理
异步电动机的串级调速， 就是在异步电动机转子 电路内引入附加电势 Ead ， 以 调 节 异 步 电 动 机的转速。引入电势的 方向，可与转子电动势 E2方向相同或相反，其 频率则与转子频率相同。
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2. 串级调速时的机械特性的特征
1.双向晶闸管交流调压电路
将三个双向晶闸管分别接至 三相负载就构成了一个典型 的三相交流调压电路。负载 可以是Y形连接，也可以是 △形连接，Y形接法的电阻 性负载如右图所示。
•三相交流调压电路，为保证 输出电压对称并有相应的控
制范围，要求触发信号必须
与交流电源有一致的相序和
相位差，要求采用控制角大 于 60° 的 双 脉 冲 或 宽 脉 冲 触 发电路。
应用于无磨床饮料灌装机,油泵油嘴试验台等的控制中
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2.电磁转差离合器的调速特性
机械特性:激磁电流愈小，特 性愈软。
左图所示的机械特性不能直 接应用于速度要求比较稳定 的工作机械上。一般都要接 入转速负反馈。机械特性如 下图
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例:JZT1简易式转差离合器调速系统
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12.2 交流调压调速系统
以A相为例来说明逆变 器的换流原理，其中， VS1和VS2为主晶闸管， VS1 和VS2 为辅助 换流晶闸管，作为LC振 荡电路的充放电开关。
换流时，主晶闸管的关
断是靠触发辅助换流晶
闸管来实现的，而辅助
晶闸管本身的关断则是 由LC串联谐振电路中的 电流反向来实现的。
第12章 交流传动控制系统
掌握交流异步电动机调速的基本原理及 主要方法;
了解电磁转差离合器调速系统的原理和 性能;
掌握线绕式异步电动机串级调速的原理, 特性和应用领域;
了解变频调速系统的分类及其基本原理, 特性和应用范围.
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交流异步电动机的调速方法
n(1S) 6 0f P
交流电动机有同步电动机与异步电动机两大类。
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线绕式异步电动机串级调速原理方框图分析
上图中，线绕式异步电动机M的转子电压经 不可控整流电路转换为直流电压，经平波电 抗器、再由晶闸管有源逆变电路将该直流电 压逆变为交流，有的经变压器，有的直接反 馈给交流电网。经逆变后的电压可视为加到 电动机转子的电势Ead。改变逆变器中晶闸管 的逆变角β,就可以改变附加电势Ead的大小， 从而实现了异步电动机的串级调速。
(2) 从直流电源分类:型式电压型;电流型.
(3) 从调压方式分类:相位控制晶闸管整流;晶闸管直 流开关;脉冲宽度调制型.
2) 交-交变频调速
(1) 从相数分类:单相-单相;三相-三相.
(2) 从连接方式分类:反并联整流电路;交叉连接整流 电路.
(3) 从有无环流分类:有环. 流;无环流.
外加电压不变，频率降低，磁通增加,将造成
电动机的磁路过饱和，因此,要求频率,电压同
时变化,即保持U/f=定值.
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变频调速
国家“电动机调速技术产业化途径与对策的研究”报 告:
中国发电量的66%消耗在电动机上,全国电动机总装 机容量超过4亿千瓦,有70%拖动的是风机,泵,压缩机, 这其中一半即7500万千瓦适合调速.
右图给出了串级调速时异步 电动机转速低于同步转速的 一组机械特性曲线。由特性 可知，若引入的附加电势愈 大，则n0愈小，即电动机的 转速愈低。
在串调系统中,同步转速是恒 定的,但它的理想空载转速能 连续平滑地调节,其值为:
n0 n0(1U2E 0c2o0 s)
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3.线绕式异步电动机串级调速原理方框图
串级调速技术应用较广,如湖北葛洲坝-----上 海奉贤的正负500kV高压直流输电.也适用于 通风机负载，其缺点是功率因数较差。
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12.4 变频调速系统
1 变频调速的原理
由 n(1S)60f P
可知:
改变定子电源频率可以改变同步转速和电动 机的转速。又由异步电动机的电势公式可知,
外加电压近似与频率和磁通的乘积成正比,若