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第十二章 交流传动控制系统 12·1电磁转差离合器调速系统 电磁转差离合器调速系统是通过改变电磁离合器的励磁电流来实现调速的，对异步电动机本身并不进行调速。这种调速系统的特点是线路简单、价格便宜。 12·2交流调压调速系统 交流调压调速系统，就是用第十章介绍的可控整流电路，控制异步电机的定子电压，利用电机的机械特性达到调速的目的。异步电机调压调速已较少使用，目前市面上出售的电机软启动器主要采用交流调压调速方式实现。 12·4晶闸管变频调速 一、变频调速的工作原理 由 n=60f(1-s）/p可知，改变频率f可以改变电机的转速n，但光是改变频率f是不够的，因为 I=U/SQR[R2+(SX)2] 而XR,因此电流I正比于U/X，而电抗X又与f成正比，为了保持电机在不同速度下，电流不至于过大，在降低电机频率f时，要同时降低供给电机的电压U。这就是压频比控制(V/F)的变频器的基本设计思想。 变频器分为交-直-交变频和交-交变频两大类，前者常用于低压（380V以下）后者常用于高压。 电压型逆变器与电流型逆变器的主要区别 电压型逆变器：直流电源并联有大容量滤波电容器Cd。由于电容两端电压不能突变，使得直流输出电压具有电压源特性；六只功率开关每隔60°电角度触发导通一只，相邻两相的功率开关触发导通时间互差120°。 电流型逆变器：直流电源上串联了大电感Ld滤波。具有电流源特性；一般采用120°导电型，即每只功率开关导通时间为120°。电流型变频器无须附加任何设备，即可实现负载电动机的四象限运行。不会出现再生制动过压问题。 电流跟踪PWM调制法； 六、交-交变频调速 交-交变频是直接把固定频率的交流电转变成所需频率的交流电。但只能降频不能升频。一般用于高压、大功率、低速设备的调速。 八、交-交变频器的特点： 1、直接变换，转换效率高； 2、输出电压波形是原电网波形的一部分，谐波分量少、低速波形好、噪声低； 3、过零自然换相，可用普通的晶闸管； 4、所用晶闸管数量多； 5、功率因数较低； 6、只能降速调速，适用于高压、大功率的应用场合。 12·5异步电机矢量控制原理 异步电机本质上是一个高阶、多变量（有转、定子电阻、自感、互感、主磁通、漏磁通等）、强耦合(变量之间互相影响互不独立）、非线性（如n、T间的关系）、时变（如电阻等受温度的影响，随时间变化）系统。而直流电机的定子励磁磁场与电枢磁势互相垂直。因而影响转速的励磁电流If与影响力矩的电枢电流Ia是互相独立（解耦）近似线性的。可分别调整。 12·6无换向器电动机及其调速系统 无换向器电动机（又叫无刷直流机）它是由永磁同步电机加上转子位置检测器组成并利用转子位置控制定子电流换向的交流电机，转子磁势与定子磁场总是相差一个固定的角度（为了补偿电枢反应的影响，略大于或略小于90度电角）。 无换向器电动机的数学模型与直流电机相同，工作原理类似直流电机（用电子换向代替电刷换向），因此机械特性类似直流电机，故又叫无刷直流机。 无换向器电动机是目前作为动力驱动的交流伺服电机的一种，可四象限运行、响应快、调速范围大、低速特性好、无火花，由于自主变频，因此不存在失步问题。 任何时候都有一相高于其它两相；可共用一个触发信号。 交-直-交变频通过控制晶闸管的导通角来控制晶闸管的导通时间，电压幅值不变。而交-交变频的电源就是电网电源，随着导通角的变化，电压幅值也发生变化。 七、交-交变频的输出频率与调速范围： fo/fi=p/6 fo=p fi/6 fo 输出频率； fi 输入（电源）频率； p 变频器的脉波数 当允许谐波小于2.5%时 （fo/fi）max=0.33(p=3)； （fo/fi）max=0.5(p=6) （fo/fi）max=0.75(p=12) 输出频率越高波形失真越大。 直流电机与异步电机的区别： 一、直流电机 1、磁极固定在电机定子座上，在空间上能产生一个固定的磁场； 2、电枢绕组固定在转子铁心槽里，在空间能产生一个稳定的电枢磁势，并保持与定子磁场垂直； 3、励磁电流（定子电流）和电枢电流（转子电流即工作电流）在各自的绕组中分别可调、可控。 二、异步电机 1、定子通进三相对称交流电，产生一个随时间、空间都变化的旋转磁场（即磁场幅值随时间变化，峰值位置在空间不固定）； 2、转子磁势和定子旋转磁场之间不垂直； 3、转子是短路的，转子磁势和定子旋转磁场均由定子电流产生，即励磁电流和工作电流不能分别调节和控制。 *我们希望类似直流电机那样，通过改变励磁电流控制电机的速度，改变电枢最大允许电流来控制电机的输出力矩，这是矢量控制的基本思路。从力学上我们知道，一个力可以分解成两个或多个分力，它们对物体的作用是等效的。如果类似力的合成与分解，把电机的定子磁场与转子磁势通过某些数