电力传动第一章复习电力传动第一章复习.docx

直流电动机调速方法：有三种方法调节直流电动机的转速：（1）改变电枢回路电阻R；（2）减弱励磁磁通Φ；（3）调节电枢供电电压Ua比较三种调速方法可知，改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，实现一定范围内的弱磁升速；调节电枢供电电压的方式既能连续平滑调速，又有较大的调速范围，且机械特性也很硬。直流电动机具有如下缺点：①电刷和换向器必须经常检查维修；②换向火花使它的应用环境受到限制；③换向能力限制了直流电动机的容量和速度（极限容量与转速之积约为106kW?r/min）。异步电动机的调速方法转差功率消耗型。全部转差功率都转换成热能消耗掉。它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低（恒转矩负载时），越向下调效率越低。这类调速方法的效率最低。2) 转差功率馈送型。转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收的功率越多，其效率比前者高。3) 转差功率不变型。这类调速方法无论转速高低，转差率保持不变，而且很小，所以转差功率的消耗也基本不变且很小，因此效率最高。同步电动机的变压变频调速方法中，从频率控制的方式来看，可分为他控式同步电动机变频调速系统他控式同步电动机变频调速系统所用的变频装置是独立的，变频装置的输出频率是由转速给定信号决定的，这种调速系统一般为开环控制系统。自控式同步电动机变频调速系统自控式同步电动机变频调速系统所用的变频装置是非独立的，变频装置的输出频率是由电动机本身轴上所带转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号来控制的，这种调速系统均为转速闭环控制系统。直流输出变换器1. 相控整流器V-M系统的优点是：晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用电子控制，不再象直流发电机那样需要较大功率的放大器。在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级，这将会大大提高系统的动态性能。2. 直流斩波器1) 主电路线路简单，需用的功率器件少；2) 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；3) 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；4) 系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；5) 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；6) 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。3. PWM整流器1) 通过SPWM控制，保持网侧功率因数为1；2) 输入电流为按正弦脉动的近似正弦波，使电流谐波含量有明显减少；3) 对于电机一类有源负载，可以将负载储能在减速或停车时返回电网，起到节能作用；4) 电能的双向传递，可应用于交流传动和可再生能源发电。交-直-交变频器晶闸管优点是：在整流环节进行调压控制，在逆变环节进行调频控制，两种控制分开实现，概念清楚，控制简便。PWM变频器原理：交流PWM调制的基本原理与直流PWM调制相似，只是以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width modulation，简称SPWM），这种序列的矩形波称作SPWM波。优点：1）在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元是可控的，通过它同时调节电压和频率，结构简单。采用全控型的功率开关器件，通过驱动电压脉冲进行控制，驱动电路简单，效率高。2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电动机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动态性能也得以提高。4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变器输出电压大小的影响。双PWM变频器的特点是：①可方便的实现四象限运行；②采用PWM整流控制，可任意调节网侧功率因数，使功率因数小于1、等于1或大于1；③也可大大减小电流谐波。交-交变频器优点是：1) 采用电网自然换流，由一次换流即可实现变压变频，换流效率高；2) 能量回馈方便，容易实现四象限运行；3) 低频时输出波形接近正弦。缺点：1) 使用晶闸管数量多，接线复杂；2) 输