交流电机控制技术（全套课件310P）.ppt

交流电机控制技术 交流电机控制技术 近代交流调速是80年代新兴的一门边缘学科。狭义上：如何控制电机；广义上：是以电机为控制对象，研究如何将电力电子、信息控制等必威体育精装版技术成果应用于实际系统的设计。 本课特点：理论与实际相结合。 学习方法：理解 消化原理、理解过程、掌握分析方法 教材：《近代交流调速》佟纯厚主编 课时要求 本课总学时：42学时 其中：实验6 学时，每次3学时 去年成绩评定：试卷80分；平时成绩20分 平时成绩包括：作业、测验、出勤率共15分；实验5分。 讲课主要内容 1.交流调速的一般基础 1234节 2.交直交电压型变频调速系统 1234节 3.交直交电流型变频调速系统 1234节，56节为自学内容 5.PWM逆变器 123节 6.交交变频器 12节 7.异步电机矢量控制 1~6节 8.直接转矩控制、模糊控制在交流调速中的应用 一、直流调速的特点 在过去的学习中我们知道直流电机具有良好 的调速性能，在过去相当长的时间内，直流 拖动一直占据调速领域的统治地位。直流调 速的有许多优点如：调速范围宽、静差小、 稳定性好、有良好的动态特性等。 （机械特性） 问题：直流电机由于其本身的结构特点（机械换 向）使其 难于有更进一步的发展空间。 直流调速的缺点 1.转速受限：换向器表面线速度不允许转速过高; 2.容量受限：机械换向器限制直流电机最高电压； 3.动态特性受限：为了换向器可靠，要增大电枢和换向器的直径（转动惯量增加），影响快速响应； 4.检修困难：机械换向结构复杂，更换电刷费用高; 5.使用环境受限：机械换向产生电火花、电刷腐蚀 6.造价高，同一级别、同一容量的直流电机要比交流电机造价高出许多。 二、交流调速的特点 1.容量大、转速高、耐高压。 2.对环境适应性强。 3.结构简单、造价低。 4. 调速系统性能不断提高。 （机械特性 控制复杂） 三、交流调速系统 四、交流调速的发展和现状 1、有需求： 交流电动机结构简单，造价低，耐用，事故率低，容易维护，所以应用广泛，国民经济的各个方面电动机负荷占总发电量的60％~70％。 2、问题：调速困难，性能指标不佳。 3、问题的原因：交流调速理论需要突破和电子器件不能满足交流调速理论的应用。 四、交流调速的发展和现状 4、技术的发展： 电力电子技术的发展（功率半导体器件制造技术和电力变换技术的发展）为交流调速的发展提供了技术条件和物质基础。（各种大功率半导体器件的出现为交流调速系统的实现提供了物质基础；各种半导体功率变换器AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC实现了变压、变流、变频使交流调速的理论得以成为现实。） 交流电机控制技术（包括变频调速理论）的发展 全数字化控制技术。 四、交流调速的发展和现状 5、交流调速技术的发展主要依赖以下几个方面： 开关元件的自关断化(从半控－全控） 变频装置的高性能化（矢量控制技术的应用） PWM技术的应用（改善波型、提高响应能力） 全数字控制技术(引入计算机，实现复杂控制) 电力变换技术 变频调速技术中常见的电力电子器件 晶闸管 SCR （silicon controlled rectifier）：半控器件，可控制导通不能自行关断。 变频调速技术中常见的电力电子器件 门极可关断晶闸管GTO（gate turn-off thyristor）：全控器件，用在大容量高压变频系统中。门极加正信号导通、加负信号关断。 变频调速技术中常见的电力电子器件 功率晶体管GTR（giant transistor）?日本产品； 双极型功率晶体管BJT（bipolar junction transistor）?欧美产品，全控器件。 正向基极电流使其导通，反向关断。 GTR是一种电流控制的双极双结电力电子器件，由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，但其驱动电流较大，正逐步被IGBT取代。 变频调速技术中常见的电力电子器件 绝缘栅双极型晶体管IGBT（insulated gate bipolar transistor）：全控器件。 变频调速技术中常见的电力电子器件 IGCT（integrated gate－commutated thyristors）集成门极换向晶闸管 变频调速技术中常见的电力电子器件 MOS场效应晶体管MOSFET（metal oxide semiconductor field effect transistor）（中文：金属氧化物半导体场效应管 ），全控器件。 比GTR的开关速度快、损耗低、驱动电流小。门极信号为电压，分为N型和P型。 变频调速技术中常见的电