1.交流电机调速理论与方法

—交流电机调速理论与方法—
交流调压器在异步电机中的应用 绕线式异步电机串级调速系统 绕线式异步电机双馈调速系统 风力发电系统中的双馈电机 异步电动机矢量控制系统的结构 异步电动机的矢量控制系统的磁链观察器 电流源逆变器异步电机矢量变换系统 电压源逆变器异步电机矢量控制系统 异步电动机直接转矩控制系统结构 直接转矩控制系统中的零电压矢量 比较直接转矩控制系统与矢量控制系统 采用直接转矩控制系统、矢量控制系统的变频器产品分析 开关磁阻电动机系统分析 开关磁阻电动机的应用 开关磁阻发电机原理及应用 开关磁阻电机转矩脉动的抑制 采用重叠导通和双极性导通控制的开关磁阻电机系统 分析各类中高压调速系统 多相异步电机的特点与应用 多电平电压源型逆变器供电的异步电机调速系统 单元串联多电平PWM电压源型逆变器供电的异步电机调速系统
交流电机调速理论-概述
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2017/9/23
浙江大学电气工程学院
—交流电机调速理论与方法—
考核情况：
（1）综述报告（25%） （2) 课堂报告（25%）
（2）期末考试（50%）
5 2017/9/23 交流电机调速理论-概述
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—交流电机调速理论与方法—
交流电机调速概述
6 2017/9/23 交流电机调速理论-概述
高效：变 f、变 p 低效：变 s (1)调压调速 (2)转子串电阻调速 (3)转子斩波调阻调速 (4)串级凋速 (5)滑差离合器
n1 0 n N sN s2 s3
s4
A B C D
0
1
T
CN
T
max
T
em
能量反馈，高效
双馈调速
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浙江大学电气工程学院 滑差离合器
U 1 E1 4.44 f1 w1 k w1 m
1) 恒气隙电势／频率比(E1／f1＝常数)控制
2) 恒电压／频率比(U1 ／ f1＝常数)控制
12 2017/9/23 交流电机调速理论-概述
浙江大学电气工程学院 基频以下调速: 恒定转矩运行
—交流电机调速理论与方法—
基频以上调速 : 进入弱磁控制方式，作近似恒定功率运行
16 2017/9/23 交流电机调速理论-概述
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—交流电机调速理论与方法—
（3）全数字化
单片机→ DSP 提高了时钟频率，指令列排队方式 集成硬件乘法器，增加I/O口 专用集成芯片： FPGA（现场可编程门阵列）
CPLD（可编程逻辑器件）
典型结构： DSP+FPGA（CPLD）＋IPM
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IPM模块
结构： （1）多层环氧树脂粘合的绝缘系统
（2）铜箔直接键合（DBC）技术
特点： （1）集成了驱动与保护电路，使设计、开发变得简单 （2）提高了可靠性，通态、开关损耗都较低
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． I
A1
A1 X1
X
X ． I
X ．2 XX I
A
1
S X
2
S
S
S
A2
X2
S
A2
X
S
X2
X
X 2 A 2
N
N
N
a)
a)
τ
N
A1 X 1 A
a)
τ
τ τ
S
a)
N
a)
τ τ
a)
N
A1 X 1
a)
a)
τ
S
A2
A1 X 1
X
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τ
N
b)
τ
S
A X
τ
τ τ
A1 X 1
X2
τ
N
A2
τ
S
X2
τ
N
A
以课堂报告的内容作为综述报告选题
第8次上课时交报告 作业(电子版及打印版）
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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
课堂报告题目
—交流电机调速理论与方法—
E=Blv=BlR(Ω1-Ω2) F=BlI=BlE/Z Z：一个极下的涡流等效阻抗
BLR 2 T =2PN FR =2PN (1 2 ) Z T2 n2 T1n1 输入： P 输出： P2 1 9550 9550
转差功率：PS=P1-P2
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1. 交流凋速的发展 变极凋速
绕线式电机 串电阻 串级凋速： 恒功率串调，直流电机与异步电机在机械上联接 恒转矩串调，直流电机带交流发电机，能量回馈至电网 变频凋速： 受器件、技术上限制 50年代，SCR出现后发展很快 调压、滑差离合器、晶闸管串调
τ
S
N
X 2 A1 X 1
A X
S
A2
S
X2
NN
A 1 A1 X1X1 A A
S
NS
A 2A 2X 2X 2
X X
S S
N
A1 X 1
S
SN
A2
NS
S
A2
N
S S
S
A2
N
X2
S
N
A1 X 1
N
c)
A2
S
S
X2
S
NS
X 2 A1 X 1
A
SN
A1
A X1 2
b)
NS
X
X2
S N S
A2
N S S N N S S N S
X
X
b) A2
X2
A1 X 1
A1 X 1
A2
X2
b)
A2
c) b)
A
X
A
A1 c) X1
X2
X2
A1 X 1
c)
A2 A1 X 1 X
X2
A2
X2
A
X
A
b)
c)
A
X
X
A
c)
b)
A
X
X
A
b)
c)
A
X
c)
2p=2
交流电机调速理论-概述
2p=4
11ห้องสมุดไป่ตู้
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—交流电机调速理论与方法—
（7）变频调速
浙江大学电气工程学院 一、发展
—交流电机调速理论与方法—
交流电：19世纪90年代出现第一条三相输电线 发电：同步发电机占99%电能总量(风电等应用后，有所变化） 用电：60～70%电能由电动机消耗，异步电机占80%左右 凋速的必要性：
泵、风机为例（占电机用电量的50%） 交流凋速取代直流凋速
直流电机的缺陷： 换向、接触、容量不够大 高速：3000r/min，400kW，低速：几千kW 交流电机的特点： 结构、维护、可靠性
• 异步电动机的变频调速 • 脉宽调制技术 • 矢量控制、直接转矩控制 • 开关磁阻电动机 • 大功率交流电机调速
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—交流电机调速理论与方法—
课堂报告
课堂上作报告
4人1组选一个题目
根据上课内容 ，相应题目承担者作报告
综述报告（以论文形式撰写）
交流电机调速理论与方法
浙江大学电气工程学院 潘再平
Email: panzaiping@
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—交流电机调速理论与方法—
交流电机调速理论与方法
• 交流电机调速概论 • 交流电机的数学模型和坐标变换 • 调压调速
• 绕线式异步电机的串级调速和双馈调速
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—交流电机调速理论与方法—
3.电力电子技术的发展
器件： SCR GTO GTR P-MOSFET IGBT IPM 碳化硅器件(SiC)等
（1）模块化和功率集成电路（PIC）的出现
（2）脉宽调制控制技术的广泛应用 （3）高频化的发展趋势 （4）软开关技术的发展
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—交流电机调速理论与方法—
（6）变极调速 N N A
． I
． I
A1
X X ． ． I X A 1 1 I X1 分多绕组调速和单绕组调速
A
A
． I
N
． I1 A
N
X1
A1
X1
S
X
A
S
X2 N
A1 X1
S
A2
S
A2
S
A2
2． I
X2
N
A1
A． X 2
A
1
I
A ．2 I
X
N A
N
交—交变频
无换向器电机（交-直-交系统），小功率（无刷直流电机） SPWM逆变器 矢量控制，70年代 解耦 直接转矩控制，80年代 无需转子电流解耦
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浙江大学电气工程学院 2. 交流电机凋速方法
n
s
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60 f n (1 s) p