电力电子技术与电力传动.pptx

1第1页/共35页2Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form.第2页/共35页3电力电子技术的基本工作框图：电力电子技术的基本工作框图：第3页/共35页4容量为容量为12kV/1.5kA的晶闸管的晶闸管第4页/共35页5电力电子可控开关元件电力电子可控开关元件第5页/共35页6安装在挪威的安装在挪威的160Mvar、42kV的无功发生器的无功发生器第6页/共35页7第7页/共35页8第8页/共35页9第9页/共35页10第10页/共35页11第11页/共35页12第12页/共35页13ab第13页/共35页14第14页/共35页15第15页/共35页16输入输出第16页/共35页17第17页/共35页18第18页/共35页19第19页/共35页20第20页/共35页21第21页/共35页22第22页/共35页23第23页/共35页24第24页/共35页25p电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生产是由发电机完成的；电动机则可拖动生产机械和各产是由发电机完成的；电动机则可拖动生产机械和各种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器及办种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器及办公设备的智能化。公设备的智能化。p电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后来展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后来才出现了交流电机。才出现了交流电机。p直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。但直流电机有一个突出的缺点但直流电机有一个突出的缺点换流问题。它限制换流问题。它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。第25页/共35页26p人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些调速场合代替了直流电动机。某些调速场合代替了直流电动机。p除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控控电机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。电机的发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。p电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特种调速传动四大类。密、特种调速传动四大类。第26页/共35页27p工艺调速传动工艺调速传动指生产工艺要求必须调速的传动，指生产工艺要求必须调速的传动，主要用于轧机、造纸、化工等场合。主要用于轧机、造纸、化工等场合。p节能调速传动节能调速传动是指一般采用风机、泵、压缩机是指一般采用风机、泵、压缩机等调节流量和压力的场合。等调节流量和压力的场合。p电力牵引调速传动电力牵引调速传动则指用于电气铁道、地铁，则指用于电气铁道、地铁，各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等场各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等场合实现运输、牵引的传动。合实现运输、牵引的传动。p精密、特种调速传动精密、特种调速传动是指用于现代数控机床、是指用于现代数控机床、机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求特机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求特别高的传动。别高的传动。 第27页/共35页28p正是因为电力传动系统具有如此广泛的应用背正是因为电力传动系统具有如此广泛的应用背景，再加上电力电子技术的飞速发民，近十年景，再加上电力电子技术的飞速发民，近十年来全球工业应用的电机调速装置增长了来全球工业应用的电机调速装置增长了25%，远远超过了前远远超过了前30年的增长率。年的增长率。p随着微电子技术和自动控制技术的发展，使全随着微电子技术和自动控制技术的发展，使全数字微机控制的电力拖动系统得以问世并迅速数字微机控制的电力拖动系统得以问世并迅速发展起来。微机控制技术在电力拖动系统中的发展起来。微机控制技术在电力拖动系统中的应用给这一领域注入了新的活力，使之呈现现应用给这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发展的新景象。出蓬勃发展的新景象。 第28页/共35页296.1 电力传动概述电机工作时，根据其控制的对象不同，电机工作时，根据其控制的对象不同，有的需要在一定宽范围内调速，有的需要有的需要在一定宽范围内调速，有的需要一定负载变化范围内稳速，有的需要以一一定负载变化范围内稳速，有的需要以一定的要求加速和减速等。总之，电机传动定的要求加速和减速等。总之，电机传动需要满足控制对象机械运动的出力和速度需要满足控制对象机械运动的出力和速度要求。电力传动就是利用电力电子变流装要求。电力传动就是利用电力电子变流装置对电机的转矩和转速两个主要参数进行置对电机的转矩和转速两个主要参数进行调节控制，以满足控制对象负载的特性要调节控制，以满足控制对象负载的特性要求。求。第29页/共35页30典型的电力传动系统框图 第30页/共35页316.2 直流电机传动直流电机，既可作发电机用，又可作电动机直流电机，既可作发电机用，又可作电动机用。通以直流电而产生转动机械能的运行方式为用。通以直流电而产生转动机械能的运行方式为直流电动机工作方式；施加转动机械能而发出直直流电动机工作方式；施加转动机械能而发出直流电的运行方式为直流发电机工作方式。直流电流电的运行方式为直流发电机工作方式。直流电机传动主要是电动机运行方式，即通以直流电，机传动主要是电动机运行方式，即通以直流电，使电机按照要求输出转矩和转速。直流电机传动使电机按照要求输出转矩和转速。直流电机传动在制动时，电机可以是发电机运行方式，发出直在制动时，电机可以是发电机运行方式，发出直流电，把旋转机械能变成电能回馈到直流电网中。流电，把旋转机械能变成电能回馈到直流电网中。第31页/共35页32DC-DC直流斩波主电路 (a)(b)第32页/共35页336.3 交流电机传动 目前交流电机最为普遍的调速方法，无论是同步电机还是目前交流电机最为普遍的调速方法，无论是同步电机还是异步电机，都是通过调节定子电压异步电机，都是通过调节定子电压( (电流电流) )的频率的频率f fs s来实现。来实现。 第33页/共35页346.4 特殊电机传动第34页/共35页35感谢您的观看！第35页/共35页