交流调速系统合编.ppt

交流调速系统;概述 交流调速系统的主要类型 交流变压调速系统 交流变频调速系统 *绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统 *同步电动机变压变频调速系统 ;调速系统及其组成 ;交流调速系统的基本控制量是位置、速度、转矩这三个物理量;;1、交直流调速系统的格局;直流调速系统特点： 控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高 电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护 优点：数学模型简单，转矩易于控制。 ;交流调速系统的应用领域;交流调速系统的主要类型;变频;~;从能量转换的角度看，转差功率是否增大，能量是被消耗掉还是得到利用，是评价调速系统效率高低的标志。 按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类： ① 转差功率消耗型 ② 转??功率馈送型 ③ 转差功率不变型; 科学分类方法（根据对转差功率的处理方法分类）分为三类：（1）转差功率消耗型调速系统：转差功率全部转化成热能而被消耗掉。 特点：系统的效率低，结构简单。调压调速、绕线式异步电动机转子串电阻调速、电磁转差离合器调速系统属于此类。 （2）转差功率馈送型调速系统——转差功率的少部分被消耗掉，大部分通过变流装置回馈给电网或者转化为机械能予以利用。 特点：效率高。串级调速和双馈调速属该类系统。 （3）转差功率不变型调速系统——调速过程中，转差功率基本不变。 特点：效率最高。变极调速、变频调速系统属于此类。;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;同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。 同步电动机转子极对数是固定的，只能靠变压变频调速。没有像异步电机那样的多种调速方法。;从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速和自控变频调速两类。 他控变频调速利用独立的变压变频装置给同步电动机供电。 自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。; 异步电动机调压调速系统;图4-1 异步电动机在不同电压下的机械特性; 调压调速的三种方法： 1.自耦调压器-----对小容量电机,体积重量大。 2.饱和电抗器----控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。 3.晶闸管交流调压器-----用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。;三、 转速闭环调压调速系统的组成 ;当系统带负载在 A 点运行时，如果负载增大引起转速下降，反馈控制作用能提高定子电压，从而在右边一条机械特性上找到新的工作点 B。同理，当负载降低时，会在左边一条特性上得到定子电压低一些的工作点。 速度调节器ASR常采用PI调节器，可以做到无静差并改善动态性能。;绕线式异步电动机转子串电阻调速;调速方式 对于异步电动机而言，当电源电压仍为额定电压时，气隙磁通基本保持不变，如果调速前转子电流为额定值，希望调速后仍为额定值，则有： 式中R是转子回路所串联的电阻。 ;必然有 （1） 转子回路功率因数为： 已知电磁转矩为: ;调速的性能和特点;鼠笼式三相异步电动机变极调速 ;图为一台四极三相异步电动机定子A相绕组接线图。每相绕组由两个等效集中线圈正向串联而成，以A相为例，AX绕组为a1x1与a2x2头尾串联。当流过电流时，由绕组产生的磁极数便是四极的。 ;如果把图中的接线方式改变一下，每相绕组不再是两个线圈头尾串联，而变成为两个线圈尾尾串联，即为反向串联，如图 (a)所示。或者为反向并联，如图 (b)所示。改变后的相绕组流过电流时产生的脉振磁势的极数都是二极的如图（c）。;从上面分析可以看出，若把三相鼠笼式异步电动机的定子绕组每相绕组中一半线圈的电流改变方向，即半相绕组反向，则电动机的极对数便成倍变化（称为倍极比变极）。因此，同步转速n1也成倍变化，对拖动恒转矩负载运行的电机来讲，运行的转速也接近成倍改变。 绕线式异步电动机转子极对数不能自动随定子极对数变化，如果同时改变定、转子绕组极对数又比较麻烦，因此不采用变极调速。该方法主要适用于鼠笼式异步电动机。 需要说明的是，为了保证变极调速时电