机电传动控制8交流电动机调速系统.ppt

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1、机电传动控制1目录目录 第第8 8章章 第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 8-1 8-1 8-1 8-1 晶闸管交流调压调速系统晶闸管交流调压调速系统晶闸管交流调压调速系统晶闸管交流调压调速系统 8-2 8-2 8-2 8-2 交流电动机变频调速系统交流电动机变频调速系统交流电动机变频调速系统交流电动机变频调速系统 8-3 8-3 8-3 8-3 其他交流调速系统其他交流调速系统其他交流调速系统其他交流调速系统 8.1 8.1 8.1 8.1 电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统 8.2 8.2 8.2 8.2 交流调压调

2、速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 8.3 8.3 8.3 8.3 线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统 8.4 8.4 8.4 8.4 晶闸管变频调速系统晶闸管变频调速系统晶闸管变频调速系统晶闸管变频调速系统机电传动控制2第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 掌握交流异步电动机调速的基本原理及主要方法；掌握交流异步电动机调速的基本原理及主要方法；了解电磁转差离合器调速系统的原理和调速性能。了解电磁转差离合器调速系统的原理和调速性能。掌握交流调压调速系统和线绕式异步电动机掌握交流调压调速系统和线绕式

3、异步电动机 调速系统的特性、原理及应用领域；调速系统的特性、原理及应用领域；了解变频调速系统的分类、了解变频调速系统的分类、脉宽调制型变频调速和交脉宽调制型变频调速和交-交变频调速交变频调速 的基本原理，调速特性及应用范围；的基本原理，调速特性及应用范围；基本要求基本要求基本要求基本要求机电传动控制3第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交流异步电动机调速系统的基本原理，各类调速系统的交流异步电动机调速系统的基本原理，各类调速系统的 基本原理与类型以及几种主要系统的基本组成；基本原理与类型以及几种主要系统的基本组成；不同调速方法所获得的电动机调速的特性和特点，不同调速方法所获得

4、的电动机调速的特性和特点，不同调速方法的应用场合。不同调速方法的应用场合。不同调速系统的原理，变频调速系统的分类与系统原理；不同调速系统的原理，变频调速系统的分类与系统原理；重点重点重点重点难点难点难点难点机电传动控制4第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统根据交流异步电动机转速的关系式：根据交流异步电动机转速的关系式：n n0(1S)60 f(1S)/p n0n 可知，交流异步电动机的调速方法大致可分为三种：可知，交流异步电动机的调速方法大致可分为三种：改变转差率改变转差率S 改变频率改变频率f 改变磁极的极对数改变磁极的极对数p 其中，改变转差率其中，改变转差率S的方法，的方

5、法，又可以通过调定子电压、转子电阻、转子电压又可以通过调定子电压、转子电阻、转子电压 以及定转子供电频率等方法来实现。以及定转子供电频率等方法来实现。从而派生出很多种调速方法。从而派生出很多种调速方法。交流异步电动机调速的基本方法交流异步电动机调速的基本方法交流异步电动机调速的基本方法交流异步电动机调速的基本方法 2-52-5三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机的调速方法的调速方法的调速方法的调速方法机电传动控制5电磁转差离合器电磁转差离合器第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 通过改变电磁离合器的励磁电流通过改变电磁离合器的励磁电流 实现调速的异步电动机实

6、现调速的异步电动机-电磁离合器调速系统，电磁离合器调速系统，具有装置及控制电路简单、价格便宜等优点，具有装置及控制电路简单、价格便宜等优点，但低速运行时，损耗较大，效率较低。但低速运行时，损耗较大，效率较低。8.1 8.1 电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统 结构图结构图原理图原理图机电传动控制6第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 当异步电动机定子当异步电动机定子 与转子的参数恒定时，与转子的参数恒定时，在一定的转差率下，电动机的电磁在一定的转差率下，电动机的电磁转矩转矩T 与加在定子绕组上的电压与加在定子绕组上的电压U的

7、平方成正比。的平方成正比。因此，通过改变异步电动机的定子电压，从而改变电动机因此，通过改变异步电动机的定子电压，从而改变电动机 在一定输出转矩下的转速是一种简单而方便的调速方法。在一定输出转矩下的转速是一种简单而方便的调速方法。优点：控制电路简单、价格低、使用维修方便等，优点：控制电路简单、价格低、使用维修方便等，缺点：损耗大、效率低、调速特性软，缺点：损耗大、效率低、调速特性软，低速时稳定性差、调速范围窄。低速时稳定性差、调速范围窄。若加入转速负反馈构成闭环系统，若加入转速负反馈构成闭环系统，就可使低速特性变得较硬、稳定性变好，调速范围加宽。就可使低速特性变得较硬、稳定性变好，调速范围加宽。

8、8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 交流调压原理交流调压原理机电传动控制7第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 单相交流调压单相交流调压8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 n 电阻负载电阻负载n 阻感负载阻感负载n 单相交流单相交流n 调压电路调压电路n 及其波形及其波形机电传动控制8线路控制三角形联结线路控制三角形联结中点控制三角形联结中点控制三角形联结第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统

9、三相交流调压三相交流调压根据三相联结形式的不同，根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路三相交流调压电路具有多种形式。具有多种形式。星形联结星形联结三相三线三相三线三相四线三相四线支路支路控制控制三角形三角形联结联结机电传动控制9第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统三相交流调压电路三相交流调压电路星形联结星形联结三相三线三相三线8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 三相交流调压三相交流调压l 任一相导通任一相导通 须和另一相构成回路。须和另一相构成回路。l 电流通路中电流通路中 至少有两个晶闸管，至少有两个晶闸管，应采用双脉冲或宽脉冲

10、触发。应采用双脉冲或宽脉冲触发。l 触发脉冲顺序和触发脉冲顺序和 三相桥式全控整流电路一样，三相桥式全控整流电路一样，l 顺序为顺序为VT1VT6，依次相差依次相差 60。l 相电压过零点定为相电压过零点定为 的起点，的起点，角移相范围是角移相范围是 0150。机电传动控制10第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 三相交流调压三相交流调压=30=60=120不同不同角时角时a相负载相电压波形相负载相电压波形机电传动控制11第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统8.2 8.2 交流调压调

11、速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 三相交流调压三相交流调压不同不同角时角时a相负载相电压波形相负载相电压波形 0 a a 60 60 a a 90 90 a a 150na a 0na a 30na a 60na a 120机电传动控制12第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统8.2 8.2 交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统交流调压调速系统 调压调速闭环控制系统调压调速闭环控制系统转速转速调节器调节器晶闸管晶闸管调压装置调压装置测速测速发电机发电机主电源主电源主电源主电源控制方式控制方式控制方式控制方式转速负反馈转速负反馈降压调速降压调速闭环

12、控制系统闭环控制系统控制设备控制设备控制设备控制设备机电传动控制13第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统对于线绕式异步电动机，对于线绕式异步电动机，可采用转子回路中串接电阻或串接电势两种调速方法。可采用转子回路中串接电阻或串接电势两种调速方法。转子回路串电阻调速时，转子回路串电阻调速时，在电阻上将消耗大量的能量，速度越低，指耗越大；在电阻上将消耗大量的能量，速度越低，指耗越大；转子回路串入一外加电势，就构成了串级调速系统，转子回路串入一外加电势，就构成了串级调速系统，由于其能量损耗小，且机械特性也较硬，由于其能量损耗小，且机械特性也较硬，从而获得较广泛的应用。从而获得较广泛的应

13、用。8.3 8.3 线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统线绕式异步电动机调速系统 机电传动控制14第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 变频调速的基本原理是变频调速的基本原理是 异步电动机的同步转速异步电动机的同步转速n0 与定子供电电源的频率与定子供电电源的频率 f 成正比，成正比，改变改变 f 就可改变就可改变n0，从而实现调速。，从而实现调速。具有效率高、调速范围宽，调速精度高等特点，具有效率高、调速范围宽，调速精度高等特点，是异步电动机比较理想的调速方法。是异步电动机比较理想的调速方法。变频调速系统主要有：变频调速系统主要有：交交-直

14、直-交电压型变频调速系统交电压型变频调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统 交交-直直-交电流型变频调速系统交电流型变频调速系统 脉宽型变频调速系统（交脉宽型变频调速系统（交-直直-交电压型）交电压型）8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 概述概述机电传动控制15第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电压型交电压型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 不能再生反馈电力不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路的电压型间接交流变流电路整流部分采用的是不

15、可控整流，它只能由电源向直流电整流部分采用的是不可控整流，它只能由电源向直流电路输送功率，而不能反馈电力。路输送功率，而不能反馈电力。逆变部分的能量是可以双向流动的，若负载能量反馈到逆变部分的能量是可以双向流动的，若负载能量反馈到中间直流电路，将导致电容电压升高，称为中间直流电路，将导致电容电压升高，称为泵升电压泵升电压泵升电压泵升电压。不能再生反馈的电压型间接交流变流电路不能再生反馈的电压型间接交流变流电路整流整流逆变逆变机电传动控制16第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电压型交电压型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交

16、流变频调速系统交流变频调速系统 当负载为电动机时，通常当负载为电动机时，通常 要求间接交流变流电路具有要求间接交流变流电路具有再生反馈电力再生反馈电力再生反馈电力再生反馈电力的能力。的能力。n使电路具备再生反馈电力的能力使电路具备再生反馈电力的能力 的方法：的方法：带有泵升电压限制电路带有泵升电压限制电路利用可控变流器实现再生反馈利用可控变流器实现再生反馈整流和逆变均为整流和逆变均为PWM控制控制具有再生反馈电力具有再生反馈电力的电压型间接交流变流电路的电压型间接交流变流电路机电传动控制17第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电压型交电压型交流变流电路交流变流电

17、路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 带有泵升电压限制电路带有泵升电压限制电路带有泵升电压限制电路带有泵升电压限制电路 当泵升电压超过一定数值时，当泵升电压超过一定数值时，使使V0导通，导通，把从负载反馈的能量把从负载反馈的能量 消耗在消耗在R0上。上。利用可控变流器实现再生反馈利用可控变流器实现再生反馈利用可控变流器实现再生反馈利用可控变流器实现再生反馈 当负载回馈能量时，当负载回馈能量时，可控变流器工作于可控变流器工作于 有源逆变状态，有源逆变状态，将电能反馈回电网。将电能反馈回电网。利用可控变流器实现再生反馈的利用可控变流器实现再生反馈的电压

18、型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路带有泵升电压限制电路的带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路机电传动控制18第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电压型交电压型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 整流整流和和逆变逆变均为均为PWM控制的控制的电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路整流和逆变均为整流和逆变均为整流和逆变均为整流和逆变均为PWMPWM控制控制控制控制 整流和逆变电路整流和逆变电路 的构成完全相同，的构成完全相同，均采用均采用PWM控制，控制，

19、能量可双向流动。能量可双向流动。输入输出电流均为正弦波，输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，输入功率因数高，且可实现电动机四象限运行。且可实现电动机四象限运行。机电传动控制19第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电压型交电压型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 整流和逆变均为整流和逆变均为PWM控制的控制的电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路不能再生反馈的不能再生反馈的电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路利用可控变流器实现再生反馈的利用可控变流器实现再生反馈的电压型间接交流

20、变流电路电压型间接交流变流电路带有泵升电压限制电路的带有泵升电压限制电路的电压型间接交流变流电路电压型间接交流变流电路机电传动控制20第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电流型交电流型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 不能再生反馈电力的不能再生反馈电力的电流型间接交流变流电路电流型间接交流变流电路采用可控整流的采用可控整流的电流型间接交流变流电路电流型间接交流变流电路整流电路为不可控的二极管整流电路为不可控的二极管整流时，电路不能将负载侧整流时，电路不能将负载侧的能量反馈到电源侧。的能量反馈

21、到电源侧。使电路具备使电路具备再生反馈电力再生反馈电力的能力的能力 的方法：的方法：整流电路采用整流电路采用 晶闸管可控整流电路。晶闸管可控整流电路。负载回馈能量时，负载回馈能量时，可控变流器工作于有源逆变状态，可控变流器工作于有源逆变状态，使中间直流电压反极性。使中间直流电压反极性。整流整流逆变逆变整流整流逆变逆变机电传动控制21第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电流型交电流型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 电流型交电流型交-直直-交交PWM变频电路变频电路电流型交电流型交-直直-交交

22、PWM变频电路变频电路 负载为三相异步电动机，适用于较大容量的场合。负载为三相异步电动机，适用于较大容量的场合。采用可控整流的采用可控整流的电流型间接交流变流电路电流型间接交流变流电路整流整流逆变逆变机电传动控制22第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电流型交电流型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 整流和逆变均为整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的通过对整流电路的PWM控制控制 使输入电流为正弦并使输入功率因数为使输入电流为正弦并使输

23、入功率因数为1。整流整流和和逆变逆变均为均为PWM控制的控制的电流型间接交流变流电路电流型间接交流变流电路采用可控整流的采用可控整流的电流型间接交流变流电路电流型间接交流变流电路整流整流逆变逆变机电传动控制23第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-直直-交电流型交电流型交流变流电路交流变流电路8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 电流型交电流型交-直直-交交PWM变频电路变频电路具备再生反馈电力具备再生反馈电力的电路的电路整流和逆变均为整流和逆变均为PWM控制的电路控制的电路 不能再生反馈电力的电路不能再生反馈电力的电路整流整流

24、逆变逆变整流整流逆变逆变机电传动控制24第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 n 把电网频率的交流电变成可调频率把电网频率的交流电变成可调频率（低于交流电源频率）（低于交流电源频率）的交流电的变流电路，属于的交流电的变流电路，属于直接变频电路直接变频电路。正组变流器正组变流器正组变流器正组变流器反组变流器反组变流器反组变流器反组变流器单相交交变频电路原理图单相交交变频电路原理图l 广泛用于广泛用于 大功率交流电动机大功率交流电动机 调速传动系统，调速传动系统，l

25、实际使用的主要是实际使用的主要是 三相输出交交变频电路。三相输出交交变频电路。机电传动控制25第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统正组变流器正组变流器正组变流器正组变流器反组变流器反组变流器反组变流器反组变流器单相交交变频电路原理图单相交交变频电路原理图n 由由P组和组和N组反并联的组反并联的 晶闸管变流电路构成，晶闸管变流电路构成，n 和直流电动机可逆调速用和直流电动机可逆调速用 的四象限变流电路完全相同。的四象限变流电路完全相同。n 变流器变流器P和和N都是相控整流电路。都是相控整流电路。直流电动机可逆调速电路原理图直流电动机可逆调速电路

26、原理图u0正组正组变流器变流器i0 反组反组变流器变流器PN8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 机电传动控制26第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统u0正组正组变流器变流器i0 反组反组变流器变流器PN8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 tu00输出电压输出电压平均输出电压平均输出电压单相交交变频单相交交变频电路原理图和输出电压波形电路原理图和输出电压波形n P组工作时，负载电流组工作时，负载电流i0为为正正，N组工作时，负载电流组工作时，负载电流i0

27、为为负负。n 两组变流器两组变流器 按一定的频率交替工作，按一定的频率交替工作，负载得到该频率的交流电。负载得到该频率的交流电。n 改变两组变流器的切换频率，改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率就可改变输出频率0。n 改变变流电路的控制角改变变流电路的控制角a 就可以改变就可以改变 交流输出电压的幅值。交流输出电压的幅值。机电传动控制27第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统u0正组正组变流器变流器i0 反组反组变流器变流器PN8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 tu00输出电压输出电压平均输

28、出电压平均输出电压单相交交变频单相交交变频电路原理图和输出电压波形电路原理图和输出电压波形n 为使为使u0波形接近正弦波，波形接近正弦波，可按正弦规律对可按正弦规律对a角进行调制。角进行调制。n 在半个周期内在半个周期内 让让P组组a 角按正弦规律角按正弦规律 从从90减到减到0或某个值，或某个值，再增到再增到90。n 每个控制间隔内的每个控制间隔内的 平均输出电压按正弦规律平均输出电压按正弦规律 从零增至最高，再减到零。从零增至最高，再减到零。机电传动控制28第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统u0正组正组变流器变流器i0 反组反组变流器变

29、流器PN8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 tu00输出电压输出电压平均输出电压平均输出电压单相交交变频单相交交变频电路原理图和输出电压波形电路原理图和输出电压波形n 为使为使u0波形接近正弦波，波形接近正弦波，可按正弦规律对可按正弦规律对a角进行调制。角进行调制。n 另外半个周期另外半个周期 可对可对N组进行同样的控制。组进行同样的控制。n uo由若干段由若干段 电源电压拼接而成。电源电压拼接而成。n 在在uo的一个周期内，的一个周期内，包含的电源电压段数越多，包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。其波形就越接近正弦波。机电传动控制29第

30、第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 Otu0tOi0单相交交变频电路单相交交变频电路输出输出电压电压电压电压和和电流电流电流电流波形波形l考虑无环流工作方式下考虑无环流工作方式下io过零的死区时间，一周期可分为过零的死区时间，一周期可分为6段。段。第第1段段 i00，u00，反组逆变，反组逆变第第2段段 电流过零，为无环流死区电流过零，为无环流死区第第3段段 i00，u00，正组整流，正组整流 第第4段段 i00，u00，正组逆变，正组逆变 第第5段段 又是无环流

31、死区又是无环流死区 第第6段段 i00，u00，为反组整流，为反组整流 机电传动控制30第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 l 由三组输出电压相位各差由三组输出电压相位各差120的单相交交变频电路组成。的单相交交变频电路组成。输出星形输出星形联结方式联结方式三相交交三相交交变频电路变频电路三相交交变频器三相交交变频器简图简图l 因为三组的输出联接在一起，因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压器供电。其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压

32、器供电。正组变流器正组变流器正组变流器正组变流器反组变流器反组变流器反组变流器反组变流器单相交交变频电路原理图单相交交变频电路原理图机电传动控制31第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 l 由三组输出电压相位各差由三组输出电压相位各差120的单相交交变频电路组成。的单相交交变频电路组成。输出星形输出星形联结方式联结方式三相交交三相交交变频电路变频电路三相交交变频器三相交交变频器简图简图详图详图l 因为三组的输出联接在一起，因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔

33、离，因此分别用三个变压器供电。其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压器供电。机电传动控制32第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 输出星形输出星形联结方式联结方式三相交交三相交交变频电路变频电路三相交交变频器三相交交变频器简图简图详图详图l 由于输出端中点不和负载中点相联接，由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，l 至少要有不同输出相的两组桥中的至少要有不同输出相的两组桥中的 四个晶闸管同

34、时导通才能构成回路，形成电流。四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。机电传动控制33第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 交交-交变频调速系统交变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 输出星形输出星形联结方式联结方式三相交交三相交交变频电路变频电路三相交交变频器三相交交变频器简图简图详图详图l 和整流电路一样，和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。l 两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时

35、导通。以保证同时导通。机电传动控制34第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 l笼型异步电动机的定子频率控制方式，有：笼型异步电动机的定子频率控制方式，有：恒压频比（恒压频比（U/f）控制）控制 矢量控制矢量控制 转差频率控制转差频率控制 直接转矩控制直接转矩控制 l恒压频比控制是比较简单，被广泛采用的控制方式。恒压频比控制是比较简单，被广泛采用的控制方式。该方式被用于转速开环的交流调速系统，适用于该方式被用于转速开环的交流调速系统，适用于 生产机械对调速

36、系统的静、动态性能要求不高的场合。生产机械对调速系统的静、动态性能要求不高的场合。l对变频器的电压和频率的比率进行控制，对变频器的电压和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，即使该比率保持恒定，即恒压频比控制恒压频比控制，以维持以维持电动机电动机气隙磁通为额定值，气隙磁通为额定值，避免因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增大，避免因频率变化导致磁饱和而造成励磁电流增大，引起功率因数和效率的降低。引起功率因数和效率的降低。机电传动控制35第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统

37、交流变频调速系统 采用恒压频比控制的采用恒压频比控制的变频调速系统框图变频调速系统框图整流整流逆变逆变l转速给定转速给定既作为调节加减速的频率既作为调节加减速的频率 f 指令值，指令值，同时经过适当分压，作为定子电压同时经过适当分压，作为定子电压U1的指令值。的指令值。该比例决定了该比例决定了U/f 比值，可以保证压频比为恒定。比值，可以保证压频比为恒定。机电传动控制36第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 采用恒压频比控制的采用恒压频比控制的变频调速系

38、统框图变频调速系统框图整流整流逆变逆变l在给定信号之后设置的在给定信号之后设置的给定积分器给定积分器，将阶跃给定信号转换为按设定斜率逐渐变化的斜坡信号将阶跃给定信号转换为按设定斜率逐渐变化的斜坡信号ugt，使电动机的电压和转速都平缓地升高或降低，避免产生冲击。使电动机的电压和转速都平缓地升高或降低，避免产生冲击。机电传动控制37第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 采用恒压频比控制的采用恒压频比控制的变频调速系统框图变频调速系统框图整流整流逆变逆变l给定

39、积分器给定积分器输出幅值和极性代表输出电压、频率和电机转向。输出幅值和极性代表输出电压、频率和电机转向。绝对值变换器绝对值变换器输出输出ugt的绝对值的绝对值uabs，电压频率控制环节电压频率控制环节根据根据uabs及及ugt极性得出电压及频率指令信号。极性得出电压及频率指令信号。机电传动控制38第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统 异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 采用恒压频比控制的采用恒压频比控制的变频调速系统框图变频调速系统框图整流整流逆变逆变l经经PWM生成环节生成环节形成控制逆

40、变器的形成控制逆变器的PWM信号，信号，再经再经驱动电路驱动电路控制变频器中控制变频器中IGBT的通断，的通断，使变频器输出所需频率、相序和大小的交流电压，使变频器输出所需频率、相序和大小的交流电压，从而控制交流电机的转速和转向。从而控制交流电机的转速和转向。机电传动控制39第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统8.4 8.4 交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统交流变频调速系统 交交-交变频器交变频器交交-直直-交变频器交变频器比较比较机电传动控制40第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统变频器举例变频器举例变频器举例变频器举例通用变频器基本电路通用变

41、频器基本电路 机电传动控制41第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统变频器举例变频器举例变频器举例变频器举例操作面板操作面板(上上)键键显示器显示器(下下)键键STOP(停止停止)键键RUN(运行运行)键键频率设定旋钮频率设定旋钮MODE(模式模式)键键SET(设置设置)键键松下松下VFO超小型变频器超小型变频器机电传动控制42第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统变频器举例变频器举例变频器举例变频器举例松下松下VFO超小型变频器超小型变频器端子号端子号端端 子子 名名 称称1 频率设定用电位器输入端频率设定用电位器输入端2 频率设定模拟量输入端频率设定模拟量输入端

42、3 公共端公共端5 运行运行/停止输入端停止输入端6 正转正转/反转输入端反转输入端10 开路式输出端开路式输出端11 开路式输出端开路式输出端A 继电器触头输出端继电器触头输出端B 继电器触头输出端继电器触头输出端C 继电器触头输出端继电器触头输出端常用控制信号接线端子常用控制信号接线端子 机电传动控制43第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统变频器举例变频器举例变频器举例变频器举例松下松下VFO超小型变频器超小型变频器机电传动控制44第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统PLCPLC变频器变频器变频器变频器远传压力表远传压力表远传压力表远传压力表水位计水位计水位

43、计水位计接触器组接触器组接触器组接触器组控制系统举例控制系统举例控制系统举例控制系统举例水泵水泵水泵水泵380V380V工频电源工频电源工频电源工频电源机电传动控制45第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统PLCPLC变频器变频器变频器变频器自耦自耦自耦自耦变压器变压器变压器变压器远传压力表远传压力表远传压力表远传压力表水位计水位计水位计水位计接触器组接触器组接触器组接触器组水泵水泵水泵水泵380V380V工频电源工频电源工频电源工频电源控制系统举例控制系统举例控制系统举例控制系统举例机电传动控制46第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统变频器变频器变频器变频器自自自自耦耦耦耦变变变变压压压压器器器器接触器接触器接触器接触器1 1泵泵泵泵380V380V工频电源工频电源工频电源工频电源2 2泵泵泵泵3 3泵泵泵泵4 4泵泵泵泵5 5泵泵泵泵控制系统举例控制系统举例控制系统举例控制系统举例机电传动控制47第第8 8章章 交流电动机调速系统交流电动机调速系统控制系统举例控制系统举例控制系统举例控制系统举例