第12章 交流调速系统.ppt

12.1概述
1.交流电动机的调速方法
1)同步电动机的调速——通过改变供电电压的频率来改变其同步转速。2)异步电动机的调速（利用晶闸管控制技术）
l调压调速——控制加于电动机定子绕组的电压；
l串级调速——控制附加在转子回路的电势；
l变频调速——控制定子的供电电压与频率；
l异步电动机矢量变换控制系统；
l无换向器电机调速系统；
l电磁转差离合器调速系统等。2.交流调速技术的优点（半导体变流技术）
1)优良的调速性能；
2)节约能源；
3)减少维护费用；
4)节约占地面积；
5)用于大容量或恶劣环境场合。由上式可知，异步电动机的调速方法分为三种：
l改变转差率S——调节定子电压、转子电阻、转子电压、定转子供电频率等。
l改变极对数
l改变频率4.电磁转差离合器调速系统
——通过改变电磁离合器的励磁电流来实现调速（异步电动机本身并不调速）。1)优点：
l线路简单，价格便宜；
l速度负反馈后调速相当精确（平滑调速）。12.2交流调压调速系统
——改变异步电动机的定子电压，即改变电动机的转矩（T∝U2）及机械特性，从而实现调速。l电源电压正半周，VS1导通；负半周，VS2导通。
l波形与波形同相。l波形滞后于波形（延迟角）；
l延迟角与（负载功率因数角）有关。2)要求：
l触发信号应与交流电源有一致的相序和相位差。
l在感性负载或小导通角情况下，如三相全控桥式电路，采用（脉宽）的双脉冲或宽脉冲触发电路。12.2.2异步电动机的调压特性3.采用转速负反馈闭环调速系统（既保证低速时机械特性硬度，又保证一定负载能力）。1)，，，，，，与平衡。12.2.3调压调速时的损耗及容量限制
1.转差功率为

（电磁功率）（机械功率）
低速时，，损耗。
2.不适合于长期工作在低速的工作机械。
3.特别适合于通风机及泵类等机械。
（TL=Kn2）
12.3线绕式异步电动机调速系统
由异步电动机和交流装置组成串级调速系统。
（转子电路串接电阻——能耗大或串接电势）12.3.1串级调速的一般原理
——在异步电动机转子电路内引入附加电势，以调节异步电动机的转速。
1.附加电势的方向（或相位）
l与转子电势E2相同——超同步转速调速
l与转子电势E2相反——低于同步转速调速
2.的频率——与E2的频率相同
12.3.2串级调速时的机械特性12.3.3串级调速的优缺点
1.调速范围宽；
2.效率高（转差功率可反馈电网）；
3.容量大；
4.应用范围广（通风机或恒T型负载）；
5.功率因素较差（电容补偿，）。12.4晶闸管变频调速系统
12.4.1变频调速原理
1.变频调速
——改变电动机定子供电频率以改变同步转速来实现调速。
l具有高效率、宽范围和高精度的调速性能；
l变频调速是异步电动机调速的主要发展方向。1.变频调速原理
1)实质——电压与频率成比例变化。

2)恒T变频调速中，＝定值，保证过载能力不变，磁通基本不变。
3)恒P变频调速中，
l＝定值，不变，变；
l＝定值，变，基本不变。12.4.2变频调速系统的分类
1.交－直－交变频调速——带直流环节的间接变频调速
2.交－交变频调速——不带直流环节的直接变频调速12.4.3交－直－交变频调速系统
l电压型变频调速系统1.主电路
——整流器、逆变器（逆变电路和换流电路）和电容（中间环节、滤波）。1)VS1、VS2——主晶闸管，VS1´、VS2´——辅助换流晶闸管，作为LC振荡电路的充放电开关。
2)通过触发VS1´、VS2´，反向关断VS1、VS2。
3)通过LC串联谐振电路中的电流反向，关断VS1´、VS2´。l电流型变频调速系统2.强迫换向电路
1)C为换向电容，V为隔离二极管，与主晶闸管串联。
2)换流电路为120o导电型，同一相两只SCR同时导通，脉冲间隔（相位差）为180o。
3)两只相邻SCR，脉冲间隔为60o（正转时触发VS1、2、3、4、5、6、1…，反转时触发VS6、5、4、3、2、1、6…）。
4)两相轮流导通，脉冲间隔为120o（1-3-5或2-4-6）。l差别：
1.电流型直流侧采用大电感L滤波（而形成直流源）。
2.三相整流桥、逆变器的交流侧输入电流都为120o方波交流电流。
3.L有保护性能，抑制故障电流上升。
4.逆变桥内无电感，简化主回路。
5.整流桥和逆变桥方向不变（反馈二极管桥不与逆变桥反并联）。
6.整流桥和逆变桥的直流电压同时反号，能量返送交流电网，系统可再生。
7.适用于频繁加减速和变动负载的场合。12.4.4脉宽调制型变频调速系统（PWM）
一般采用电压型逆变器。
1.种类
1)变幅PWM型变频器（直流电压可变）
l整流器——晶闸管整流器，用来调压；
l逆变器——用来调频（输出频率）。
2)恒幅PWM型变频器（直流电压恒定）
l整流器——二极管整流桥；