上海交通大学机械与动力工程学院.ppt
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1、School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速控制理论基础控制理论基础(II)(II)交交通通大大学学精精品品课课程程系系列列20072007课程负责人:杨汝清课程负责人:杨汝清 教授教授 曹其新教授曹其新教授顾问:顾问:王显正王显正 教授教授2021/9/231School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调
2、速4.1 异步电动机的调速方法4.2 电气调速概述4.3 电动机的调速类型4.4 调速的性能指标4.5 交流调速4.6 晶闸管逆变电路4.7 交流电动机的变频调速一 异步电动机的调速2021/9/232School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速二 控制电路的设计4.8 电力拖动方案确定原则和电动机的选择4.9 控制线路的设计及元件的选择4.10 控制线路设计举例2021/9/233School of Mechanical&Power Engine
3、ering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速4.1 异步电动机的调速方法常用的调速方法:1 机械有级或无级调速 2 机械与电气结合的有级或无级调速 3 电气无级调速一 异步电动机的调速2021/9/234School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速4.2 电气调速概述1调速与稳速2 A1-A2-A3 时,n1-n2-n32021/9/235School of Mech
4、anical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速开环调速系统结构2021/9/236School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速闭环调速系统结构 2021/9/237School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第
5、四章 异步电动机的调速4.3 电动机的调速类型1)直 流2)交 流电机转速公式 n=(1-s)60 f/p调速方法:A)变极对数:(有级调速)B)变转差率:若为绕线式电动机,可通过 调节定子绕组电压实现,组成串级调速系统C)变电源频率2021/9/238School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速从调速的特性分类恒功率调速恒转矩调速P=Km T NP 功率T 转矩N 转速Km 与电机结构和特性有关的常数2021/9/239School of Mec
6、hanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速4.4 调速的性能指标1)调速的性能指标 D D=Nmax/Nmin2)调速的平滑性 相邻两个转速之比 越接近1越好3)静差度s衡量,转速随负载变动程度的指标s越小越好相同的空载转速,硬度高,s小4)调速的经济性,综合考虑4个指标2021/9/2310School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电
7、动机的调速4.5 交流调速(一)交流调速的类型 n(1s)60f/p变极调速:鼠笼式异步电动机改变定子绕组的极对数P 改变定子绕组的联接 另设绕组 有 级2021/9/2311School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速(2)变转差率调速绕线式异步电动机 转子串电阻转子电路引入附加电势的串级调速电磁离合器滑差调速无级调速2021/9/2312School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上
8、海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速(3)变频调速交交变频器交直交电压源型变频器交直交电流源型变频器脉宽调制型逆变器矢量控制2021/9/2313School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速按晶闸管分类调节定子电压串级调速系统用晶闸管组成静止变频器2021/9/2314School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学
9、院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速4.6 晶闸管逆变电路逆变:直流 交流无源逆变:不反馈给交流电网而是供给交流负载2021/9/2315School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速 1 逆变器工作原理逆变器工作原理 a)原理线路 b)波形 c)晶闸管组成的逆变器2021/9/2316School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论
10、基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速2逆变器的换流强迫换流原理图2021/9/2317School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速要求:任一瞬时,每个桥臂上只能有一个SCR导通,另一个必须截止,晶闸管一般加反相电压关断。强迫换流过程:令SCR1通,SCR2断,uc充电(左负右正)。令SCR1断,SCR2通。SCR1关断时间tg。uc加反压至SCR1,强迫换流,加反压时间为t,要求ttg,反之一样。实际应用上述电路还要改进.GTO:控制极
11、上加负向电流2021/9/2318School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速4.7 交流电动机的变频调速主要应用对象:鼠笼式异步电动机 1 电压型 (电容滤波)2 电流型 (电感滤波)2021/9/2319School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速交直交变频调速系统1 电压型变频器 组成:可控整流器
12、、滤波器、逆变器 缺点:功率因数低,动态响应慢电压型变频器基本结构 2021/9/2320School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速控制逆变器换流触发脉冲的相位,就能改变交流电的频率 三相桥式逆变电路 2021/9/2321School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速2 脉冲宽度调制型变频器脉冲宽度调
13、制型变频系统 2021/9/2322School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速交流-(整流)-直流-正弦波PWM(改变正弦波的频率和幅值)正弦波脉冲调制 2021/9/2323School of Mechanical&Power Engineering上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院控制理论基础控制理论基础(II)第四章 异步电动机的调速二 控制电路的设计一 设计的 基本原则、内容和步骤 2021/9/2324Scho
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