交流调速系统及应用98页PPT
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绪论 交流调速概述 交流调速系统课件
7
交流调速系统概述
交流电动机调速系统的技术应用：
（1）风机、水泵、压缩机耗能占工业用电的40%，进 行变频、串级调速，可以节能。
（2）对电梯等垂直升降装置调速实现无级调速，运 行平稳、档次提高。
（3）纺织、造纸、印刷、烟草等各种生产机械，采 用交流无级变速，提高产品的质量和效率。
（4）钢铁企业轧钢、输料、通风等多种电气传动 设备上使用交流变频传动。
宽范围无级变速
5
交流调速系统概述
3.交流电动机调速系统的现状和发展趋势
交流电动机调速系统的目前水平：
（1）从中小容量等级发展到大容量、特大容量等级， 填补了直流调速系统留下的特大容量电机调速空白。
（2）交流调速系统已具备高的可靠性和长期连续运 行能力，能满足实际工况对可靠性要求高、长期不停机 检修等特殊要求。
交流调速系统概述
交流电动机调速系统
————交流调速装置+交流电动机
1.交流电动机调速系统的特点 2.交流电动机调速系统分类 3.交流电动机调速系统的发展趋势
1
交流调速系统概述
交流调速系统概述
交流调速系统概述
（6）在交流电动机的专属领域----风机泵 类负载拖动领域，调速就意味着节能。
2.交流电动机调速系统分类 由交流电动机的速度表达式 ：
（1）新型开关元件和储能元件的研制。 （2）最新控制思想、控制算法、控制技术不断应用 于交流调速产品。 （3）控制装置设计可靠性越来越高性能，不断解决 瞬时停电后的装置安全及恢复正常问题。 （4）高运算速度、高控制性能的微型计算机产品在 现代交流调速装置中不断应用，充分显示了现代控制手 段的优越性。 （5）进行大容量、特大容量等级的新型交流调速 动机技术研究。同时也在进行结构精巧的高效能、高精 度交流控制电机技术研究。
交流调速系统概述
交流电动机调速系统的技术应用：
（1）风机、水泵、压缩机耗能占工业用电的40%，进 行变频、串级调速，可以节能。
（2）对电梯等垂直升降装置调速实现无级调速，运 行平稳、档次提高。
（3）纺织、造纸、印刷、烟草等各种生产机械，采 用交流无级变速，提高产品的质量和效率。
（4）钢铁企业轧钢、输料、通风等多种电气传动 设备上使用交流变频传动。
宽范围无级变速
5
交流调速系统概述
3.交流电动机调速系统的现状和发展趋势
交流电动机调速系统的目前水平：
（1）从中小容量等级发展到大容量、特大容量等级， 填补了直流调速系统留下的特大容量电机调速空白。
（2）交流调速系统已具备高的可靠性和长期连续运 行能力，能满足实际工况对可靠性要求高、长期不停机 检修等特殊要求。
交流调速系统概述
交流电动机调速系统
————交流调速装置+交流电动机
1.交流电动机调速系统的特点 2.交流电动机调速系统分类 3.交流电动机调速系统的发展趋势
1
交流调速系统概述
交流调速系统概述
交流调速系统概述
（6）在交流电动机的专属领域----风机泵 类负载拖动领域，调速就意味着节能。
2.交流电动机调速系统分类 由交流电动机的速度表达式 ：
（1）新型开关元件和储能元件的研制。 （2）最新控制思想、控制算法、控制技术不断应用 于交流调速产品。 （3）控制装置设计可靠性越来越高性能，不断解决 瞬时停电后的装置安全及恢复正常问题。 （4）高运算速度、高控制性能的微型计算机产品在 现代交流调速装置中不断应用，充分显示了现代控制手 段的优越性。 （5）进行大容量、特大容量等级的新型交流调速 动机技术研究。同时也在进行结构精巧的高效能、高精 度交流控制电机技术研究。
交流调速技术与系统ppt课件完整版
1.2.1.1变频调速
1. 变频调速的基本要求及机械性能 ⑴. 保持磁通为额定值 ① E1 f 1恒定
图1-1 异步电动机的稳态等效电路
转子电流
I 2
E2
x ( r2 ) 2
2 2
s
E1
x ( r2) 2
2 2
s
电磁功率
PM
m1
I
2
2
r 2
s
电磁转矩
2
T
PM 1
2
PM f1
P2 T 2n2 9550
Ps P1 P2 T 2 (n1 n2) 9550
离合器输出转矩为 T 2 9550Ps n1 n2
图1-20 电磁转差离合器的机械特性
4. 双馈调速及串级调速
（1）双馈调速 双馈调速是将定、转子三相 绕组分别接入两个独立的三相对称电源：定 子绕组接入工频电源；转子绕组接入频率、 幅值、相位都可以按照要求进行调节的交流 电源，即采用交-交变频器或交-直-交变频器 给定子绕组供电。其中，必须保证的是在任 何情况下转子外加电压的频率都要与转子感 应电动势的频率保持一致。当改变转子外加 电压的幅值和相位时就可以调节异步电动机 的转速，也可以调节定子侧的功率因数。
1 2 f1
(
1
2 f1
)2
( L1
L2
)2
可见，保持U1/f1恒定进行变频调 速时，最大转矩将随f1的降低而 降低。
图1-3 保持U1/f1恒定时，变频调速时的机械特性
（2）．保持电压为额定值
此时气隙磁通 将随着频率f1的升高而反比 例下降，类似于直流电动机的弱磁升速。
T
2 f1
m1 pNU12 r2 s
机电传动控制8交流电动机调速系统幻灯片PPT
30
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.4 交流变频调速系统
三相交交变频器
动 控
制
㈣ 交-交变频调速系统
输出星形 联结方式
三相交交 变频电路
简图
详图
由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成。 因为三组的输出联接在一起，
电流型交-直-交PWM变频电路 负载为三相异步电动机，适用于较大容量的场合。
整流
逆变
电流型交-直-交 PWM变频电路
21
采用可控整流的 电流型间接交流变流电路
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.4 交流变频调速系统
动 控
制
㈢ 交-直-交电流型交流变流电路
整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的PWM控制 使输入电流为正弦并使输入功率因数为1。
a ＝60° a ＝120°
不同α角时
a相负载相电压波形
11
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.2 交流调压调速系统
动 控
制
㈣ 调压调速闭环控制系统控制设备
主电源
转速 调节器
控制方式
晶闸管 调压装置
测速 发电机
转速负反馈 降压调速 闭环控制系统
12
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.3 线绕式异步电动机调速系统
机 电 传
动
基本要求
控 制
① 掌握交流异步电动机调速的基本原理及主要方法； ②了解电磁转差离合器调速系统的原理和调速性能。 ③掌握交流调压调速系统和线绕式异步电动机
调速系统的特性、原理及应用领域； ④了解变频调速系统的分类、
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.4 交流变频调速系统
三相交交变频器
动 控
制
㈣ 交-交变频调速系统
输出星形 联结方式
三相交交 变频电路
简图
详图
由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成。 因为三组的输出联接在一起，
电流型交-直-交PWM变频电路 负载为三相异步电动机，适用于较大容量的场合。
整流
逆变
电流型交-直-交 PWM变频电路
21
采用可控整流的 电流型间接交流变流电路
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.4 交流变频调速系统
动 控
制
㈢ 交-直-交电流型交流变流电路
整流和逆变均为PWM控制的电流型间接交流变流电路 通过对整流电路的PWM控制 使输入电流为正弦并使输入功率因数为1。
a ＝60° a ＝120°
不同α角时
a相负载相电压波形
11
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.2 交流调压调速系统
动 控
制
㈣ 调压调速闭环控制系统控制设备
主电源
转速 调节器
控制方式
晶闸管 调压装置
测速 发电机
转速负反馈 降压调速 闭环控制系统
12
第8章 交流电动机调速系统
机 电 传
8.3 线绕式异步电动机调速系统
机 电 传
动
基本要求
控 制
① 掌握交流异步电动机调速的基本原理及主要方法； ②了解电磁转差离合器调速系统的原理和调速性能。 ③掌握交流调压调速系统和线绕式异步电动机
调速系统的特性、原理及应用领域； ④了解变频调速系统的分类、
《交流调速系统概述》课件
交流调速系统的作用和优势
1 提高生产效率
2 节能环保
交流调速系统能根据生产工艺的需要精确调节电 机的转速，提高生产线的效率和生产质量。
通过控制电机的运行速度，交流调速系统能够实 现能源的节约和环境保护。
3 减少维护成本4 提源自自动化水平交流调速系统的运行稳定可靠，能够延长电机的 使用寿命，并减少维护和维修的成本。
对交流调速系统进行负载试 验，确认其运行稳定性和负 载能力。
交流调速系统的运行维护
1
定期检查
定期检查交流调速系统的各个组成部分，确保其正常运行。
2
润滑维护
对传动装置等关键部件进行润滑维护，延长使用寿命。
3
故障处理
及时排除交流调速系统的故障，保证生产线的正常运行。
交流调速系统的故障排除
1 检查电源
交流调速系统的基本组成部分
电机
交流调速系统中的核心组件，负责转动机械装置。
传感器
用于监测电机和机械装置的运行状态，并反馈给调 速器。
调速器
控制电机的转速，实现精确的调速功能。
控制电路
通过控制电压和频率，调节电机的运行速度。
交流调速系统的工作原理
交流调速系统基于电机的磁通变化原理，通过改变电压和频率以及电机的转 子电流，控制电机的转速。
交流调速系统与自动化控制系统的结合，实现了 工业生产的高度自动化和智能化。
交流调速系统的应用场景
工业生产线
交流调速系统广泛应用于各类工业 生产线，提高生产效率和质量。
输送带
交流调速系统可以实现输送带的平 稳运行，节约能源。
电梯
交流调速系统可控制电梯运行速度， 提高安全性和舒适度。
风电场
交流调速系统在风电场中用于调节 风力发电机组的转速，提高发电效 率。
现代交流调速ppt课件
2 发展电动汽车的关键技术
发展电动汽车必须解决好3个方面的关键技术： ➢ 电池技术 ➢ 驱动电机及其控制器 ➢ 能量管理技术
可以这样说，电动汽车技术涉及的范围广，是多学科、多领域 的综合。
4 / 12
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
目录
01 电动汽车发展现状
02 电动汽车的关键技术
03 电动汽车电池的现状及发展趋势
3.1
铅酸蓄电池
3.2
镍氢电池
3.3
锂离子电池
3.4
电动汽车电池性能比较
镍氢电池
• 碱性电池由镍基和碱性溶液电解液 构成，主要有镍镉电池、镍锌电池和 镍氢电池3种，其中镍氢电池最有应用 于电动汽车的竞争力。 • 镍氢电池广泛应用受限的原因是其 在低温时容量减小和高温时充电耐受 性的限制;此外，价格也是制约镍氢电 池发展的主要因素，原材料如金属镍 非常昂贵。其研制的混合动力客车用 动力镍氢电池组及管理系统己在“北 京实施混合动力公共汽车示范项目” 中应用。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电动汽车能量管理系统
一个能对电池进行必要的管理和控制的能量管理系统是电动汽车 的智能核心，它包括对电池组容量状态的监测、终止充放电控制、电 池均衡充电控制、减速与制动能量回收控制等。应用电动汽车车载能 量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统，确定一 个最佳的能量存储及管理结构，并且可以提高电动汽车本身的性能。 在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池 的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还 剩余多少能量的较精确的数学模型。由于准确可靠的蓄电池模型的建 立、电池荷电状态(SOC)参数的监测等还有待进一步的提高，因此电动 汽车能量管理系统的研究还有许多工作要做。
发展电动汽车必须解决好3个方面的关键技术： ➢ 电池技术 ➢ 驱动电机及其控制器 ➢ 能量管理技术
可以这样说，电动汽车技术涉及的范围广，是多学科、多领域 的综合。
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
目录
01 电动汽车发展现状
02 电动汽车的关键技术
03 电动汽车电池的现状及发展趋势
3.1
铅酸蓄电池
3.2
镍氢电池
3.3
锂离子电池
3.4
电动汽车电池性能比较
镍氢电池
• 碱性电池由镍基和碱性溶液电解液 构成，主要有镍镉电池、镍锌电池和 镍氢电池3种，其中镍氢电池最有应用 于电动汽车的竞争力。 • 镍氢电池广泛应用受限的原因是其 在低温时容量减小和高温时充电耐受 性的限制;此外，价格也是制约镍氢电 池发展的主要因素，原材料如金属镍 非常昂贵。其研制的混合动力客车用 动力镍氢电池组及管理系统己在“北 京实施混合动力公共汽车示范项目” 中应用。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电动汽车能量管理系统
一个能对电池进行必要的管理和控制的能量管理系统是电动汽车 的智能核心，它包括对电池组容量状态的监测、终止充放电控制、电 池均衡充电控制、减速与制动能量回收控制等。应用电动汽车车载能 量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统，确定一 个最佳的能量存储及管理结构，并且可以提高电动汽车本身的性能。 在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池 的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还 剩余多少能量的较精确的数学模型。由于准确可靠的蓄电池模型的建 立、电池荷电状态(SOC)参数的监测等还有待进一步的提高，因此电动 汽车能量管理系统的研究还有许多工作要做。
交流调速系统..课件
VS
详细描述
模糊控制策略通过将专家的知识和经验转 化为模糊规则，对系统的输入和输出进行 模糊化处理，并根据模糊逻辑进行决策。 这种控制策略能够处理不确定性和非线性 问题，但可能存在计算量大和鲁棒性不足 的问题。
控制策略的比较与选择
总结词
根据系统特性和应用需求，选择合适的控制 策略。
详细描述
在交流调速系统的实际应用中，需要根据电 机的类型、系统的性能要求、控制精度和动 态响应等要求，选择合适的控制策略。同时 ，需要对各种控制策略的优缺点进行比较， 以实现最佳的控制效果。
系统维护保养与故障排除
故障诊断
根据故障现象，分析可能的原因。
故障排除
根据诊断结果，采取相应措施排除故障。
预防措施
对故障进行分析，采取预防措施，避免类似故障再次发生。
系统性能测试与评估
要点一
转速控制精度
测试系统转速控制的准确性。
要点二
调速范围
测试系统调速范围是否满足要求。
系统性能测试与评估
• 稳定性：测试系统在各种工况下的稳定性。
02
交流调速系统的种类与特点
变频器调速系统
01
02
03
种类
交-直-交变频器、交-交变 频器
特点
调速范围宽、动态响应快 、运行效率高、节能效果 好、易于实现自动控制和 过程控制
应用领域
广泛应用于各行业的风机 、水泵、压缩机等通用机 械的调速和节能运行
串级调速系统
工作原理
通过改变电机转子回路电 阻来调节电机转子电流， 进而改变电机转速
行。
系统软件设计
控制算法选择
选择适合的控制系统算法，如PID控制、模 糊控制等。
软件架构设计
《交流调速系统》PPT课件
交流调速系统
第15讲
5.1 引言
1、交直流调速系统的格局
20世纪60年代以前 80% —— 交流定速运行 18% —— 直流可调速运行 2% —— 交流可调速运行
70年代以前直流占统治地位。
70年代开始电力电子技术的应用开创了交流可调速传的新纪元 。
▪ 目前，交流调速是调速领域的主要发展方向。
VT1
U
R
VT4
VT3
R
V
VT6
VT5 R
W
VT2
图5-6 三 三相相全全波波 星形星联形结的联调结压的电路调压电路
电路正常工作的条件： （1） 要求采用宽脉冲或双窄脉冲触发电路，与电源电压同步。 （2）要求U、V、W三相电路中正向晶闸管的触发信号相位互差120°，三相 电路中反向晶闸管的触发信号相位也互差120°。 （3）同一相中反并联的两个正、反向晶闸管的触发脉冲相位应互差 180°。 根据上面的结论，可得出三相调压电路中各晶闸管触发的次序为VT1 、VT2、 VT3、VT4、VT5、VT6、VT1……，相邻两个晶闸管的触发信号相位差为60°。
特点：系统的效率低，结构简单。调压调速、绕线式异步电动机转子串电阻调 速、电磁转差离合器调速系统属于此类。 （2）转差功率回馈型调速系统——转差功率的少部分被消耗掉，大部分通过变 流装置回馈给电网或者转化为机械能予以利用。
特点：效率高。串级调速属该类系统。 （3）转差功率不变型调速系统——调速过程中，转差功率基本不变。
2、交流调速的特点
直流调速系统特点： 控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高 电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护
交流调速系统特点： 控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式 电机无电刷，无换向火化问题 转速高、耐压高 容量大（交流电机本身容量大） 电机不易损坏，适应恶劣现场 体积小、重量轻，基本免维护 节能显著
第15讲
5.1 引言
1、交直流调速系统的格局
20世纪60年代以前 80% —— 交流定速运行 18% —— 直流可调速运行 2% —— 交流可调速运行
70年代以前直流占统治地位。
70年代开始电力电子技术的应用开创了交流可调速传的新纪元 。
▪ 目前，交流调速是调速领域的主要发展方向。
VT1
U
R
VT4
VT3
R
V
VT6
VT5 R
W
VT2
图5-6 三 三相相全全波波 星形星联形结的联调结压的电路调压电路
电路正常工作的条件： （1） 要求采用宽脉冲或双窄脉冲触发电路，与电源电压同步。 （2）要求U、V、W三相电路中正向晶闸管的触发信号相位互差120°，三相 电路中反向晶闸管的触发信号相位也互差120°。 （3）同一相中反并联的两个正、反向晶闸管的触发脉冲相位应互差 180°。 根据上面的结论，可得出三相调压电路中各晶闸管触发的次序为VT1 、VT2、 VT3、VT4、VT5、VT6、VT1……，相邻两个晶闸管的触发信号相位差为60°。
特点：系统的效率低，结构简单。调压调速、绕线式异步电动机转子串电阻调 速、电磁转差离合器调速系统属于此类。 （2）转差功率回馈型调速系统——转差功率的少部分被消耗掉，大部分通过变 流装置回馈给电网或者转化为机械能予以利用。
特点：效率高。串级调速属该类系统。 （3）转差功率不变型调速系统——调速过程中，转差功率基本不变。
2、交流调速的特点
直流调速系统特点： 控制对象：直流电动机 控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高 电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护
交流调速系统特点： 控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式 电机无电刷，无换向火化问题 转速高、耐压高 容量大（交流电机本身容量大） 电机不易损坏，适应恶劣现场 体积小、重量轻，基本免维护 节能显著