现代交流调速
第8章 交流调压调速系统
调压调速的功率损耗
转速负反馈闭环控制交流调压调速系统
1．异步电动机传递函数 • 在机械特性近似线性段上的稳态工作点A附近，可以证明：
2 3 pn U1A Td (2U1A sA U1 ) ' 1R2 1
J G d ( ) Td TL pn dt
转速负反馈闭环控制交流调压调速系统
调压调速和变极调压调速效率曲线及 机械特性曲线
•低速时，多速电动机效率比4极单速电动机提高很多，定子 电流也减小许多。 •机械特性最上面为 4极，最下面为 10 极。中间部为 6 极。端 电压各为U1＞U2＞U3＞U4，可见调速范围扩大了。
Δ-Y变换节电
采用由交流接触器和时间继电器等简单电器就可构成 ΔY切换降压装置。其显著的特点是：体积小、成本低、 寿命长、动作可靠。因此在工矿企业中某些轻载设备上 使用，可取得显著的节电效果。 当电动机定子绕组由 Δ 形联结改接成 Y 形联结后，电动 1 =3 机每相定子绕组电压降为原来的，即：UY/U 。 Δ 电动机线电流、电磁转矩均降为原来的 1/3 ，即： IY/IΔ =1/3，TY/TΔ =1/3。 由于 Y 接法与 Δ 接法虽然有电压变化，但是电动机的转 速变化不大，可近似的认为n近似为nN，所以Y接法时电 动机的功率降为原来的1/3，即： PY TY n 1 ＝ P T nN 3
第8章 交流调压调速系统
8.1概述 8.1.1交流调压调速的发展 8.1.2交流调速系统的分类 8.2异步电动机调压调速系统工作原理 8.2.1调压调速的工作原理 8.2.2交流调压器原理 8.3异步电动机调压调速系统 8.3.1调压调速系统的组成 8.3.2调压调速系统的特性 8.3.3调压调速的功率损耗
电机调速方法
电机调速方法一、引言电机是现代工业生产中不可或缺的重要设备，其调速方法也是工艺流程中至关重要的一环。
电机调速方法有多种，本文将介绍常见的电机调速方法及其具体实现步骤。
二、直流电机调速方法1. 电压控制法该方法是通过改变电机的供电电压来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将直流电源接入到直流电机上。
（2）通过变压器或稳压器等设备来改变供电电压。
（3）当提高供电电压时，直流电机转速会随之增加；反之，当降低供电电压时，直流电机转速也会随之降低。
2. 串联型可控硅调速法该方法是通过改变可控硅导通角度来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将可控硅串联到直流电源和直流马达之间。
（2）通过改变可控硅导通角度来改变马达输入功率大小，从而实现马达转速的调整。
3. 直接转矩控制法该方法是通过改变马达输入磁通量大小来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将直流电源接入到直流马达上。
（2）通过改变马达输入磁通量大小来改变马达输出转矩大小，从而实现马达转速的调整。
三、交流电机调速方法1. 变频调速法该方法是通过改变交流电机输入频率来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将交流电源接入到变频器上。
（2）通过变频器来改变输入电源频率，从而实现交流电机转速的调整。
2. 软启动调速法该方法是通过控制交流电机启动时间和加速度来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将软启动器接入到交流电机上。
（2）通过软启动器来控制电机启动时间和加速度，从而实现交流电机转速的调整。
3. 闭环控制法该方法是通过传感器来监测交流电机输出状态，然后根据监测结果进行反馈控制来实现调速的。
具体步骤如下：（1）将传感器接入到交流电机上。
（2）通过传感器监测交流电机输出状态，并将监测结果反馈给控制系统。
（3）根据反馈结果进行闭环控制，从而实现交流电机转速的调整。
四、总结以上介绍了常见的电机调速方法及其具体实现步骤，通过掌握这些方法，可以更好地应对工业生产中的各种情况。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调速方法，并且在操作过程中要注意安全，避免发生意外事故。
现代调速技术实训报告
一、实训背景随着科技的不断进步，调速技术在工业、交通、医疗等领域得到了广泛应用。
为了更好地理解和掌握现代调速技术，提高实际操作能力，我们组织了一次现代调速技术实训。
本次实训旨在通过实际操作，加深对调速原理、方法和设备性能的理解。
二、实训目的1. 理解现代调速技术的原理和分类；2. 掌握常用调速方法的操作技巧；3. 熟悉调速设备的性能和操作方法；4. 培养团队合作精神和实践操作能力。
三、实训内容1. 调速原理及分类（1）调速原理：调速技术是通过改变电机输入电压、电流或磁通量等参数，实现电机转速的调节。
（2）调速分类：根据调速原理，可分为直流调速、交流调速和变频调速。
2. 直流调速（1）调速方法：降低电枢电压调速、电枢电路串电阻调速、弱磁调速。
（2）实训操作：通过实际操作，了解降低电枢电压调速、电枢电路串电阻调速、弱磁调速的原理和操作方法。
3. 交流调速（1）调速方法：异步电动机调速、同步电动机调速、感应电动机调速。
（2）实训操作：通过实际操作，了解异步电动机调速、同步电动机调速、感应电动机调速的原理和操作方法。
4. 变频调速（1）调速方法：PWM（脉冲宽度调制）调速、矢量控制调速、直接转矩控制调速。
（2）实训操作：通过实际操作，了解PWM调速、矢量控制调速、直接转矩控制调速的原理和操作方法。
四、实训过程1. 实训准备：了解实训内容，熟悉实训设备，分组讨论实训方案。
2. 实训实施：按照实训方案，分组进行实际操作，记录数据。
3. 数据分析：对实训过程中收集到的数据进行整理和分析，总结实训结果。
4. 实训总结：各组汇报实训成果，分享实训心得。
五、实训结果1. 成功掌握了直流调速、交流调速和变频调速的原理和操作方法。
2. 对调速设备性能有了更深入的了解。
3. 提高了团队合作精神和实践操作能力。
六、实训心得1. 理论与实践相结合，使我们对调速技术有了更全面的认识。
2. 实训过程中，遇到问题及时请教老师和同学，提高了问题解决能力。
南昌大学研究生培养方案
张忠会
7
电机电磁场与CAD
本研究方向是研究适用于分析电机物理场的各种计算方法及其在工程技术中的应用。研究特色在于紧紧围绕电机物理场分析与计算这一研究主题，充分利用计算机的数值分析的能力，针对电机物理场的耦合性、媒质的复杂性展开研究，重视该研究成果应用于工程实践并向其他领域拓展。力争在理论和方法方面取得理论与应用上的突破。
学位论文答辩前提交一篇与其相关的外文学术论文，经导师签字认可后给予相应学分。
五、学位论文
发表论文要求：
学生在校期间，必在省级以上公开学术刊物，或省级以上学术会议正式出版的会议论文集上至少发表论文一篇。发表时，第一署名单位必须是南昌大学，作者排名可以是研究生为第一作者，导师为第二作者，也可以是导师为第一作者，研究生为第二作者。申请一项发明专利得到申请号（研究生为第1发明人或导师为第1发明人，研究生为第2发明人）视同在核心刊物上发表1篇学术论文。如论文尚未正式刊出，须有正式录用通知。发表学术论文的第一署名单位必须是南昌大学。
基本学制：2.5年。研究生可以根据自身的具体情况适当延长或缩短在校学习时间，在校学习时间为2至4年。
培养方式：
推行导师负责制，导师有责任全面关心学生成长，既教书又育人。导师根据培养方案的要求，给每位学生制订个性化的培养计划，指导学生进行全面系统的科学研究训练，充分挖掘学生的各种潜能。
采取理论学习与科学研究或工程实践相结合的方法，要使学生既牢固掌握基础理论和专业知识，又要掌握科学研究和工程实践的方法和技能。
应修学分：总学分不少于73学分，其中课程学习不少于32学分（必修课不少于18学分），必修环节8学分，学位论文33学分。
二、学科(专业)主要研究方向
序号
研究方向
名称
主要研究内容、特色与意义
现代交流调速技术
（）定子部分 定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。 （）转子部分 转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 转子绕组： ）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导 条，形成一个多相对称短路绕组。）绕线式转子：转子绕组为三 相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
0 n0
临界转差率：sm
R2 R12 ( X1 X 2 )2
正弦波电源供电下运行的功率因数低。
瞬时停电措施 电源供电系统因雷击或其他原因发生接地故障时，将发生
紊乱。从事故发生到瞬时事故消除或通过继电器切断事故回路， 这段时间一般在秒以内，如果变频装置没有瞬时停电措施，会 产生过流或过压，在恢复供电时可能造成逆变器换流失败。
§ 异步电动机的工作原理及机械特性
统分为三类：转差功率消耗型调速系统；转差功率回馈型 调速系统；转差功率不变型调速系统。
类型
调速方法
特点
转差功率消耗型 转差功率回馈型
降压调速;电磁转 差离合器调速;转子回路 串电阻调速;
绕线转子异步电机串级 调速.
消耗全部功率；效率最低； 结构简单；
大部分转差功率回馈利用；效 率较高；需要回馈装置
转差功率不变型
所装转子位置检测器来控制变频装置触发脉冲，使同步电动 机工作在自同步状态。
四、交流调速系统的主要发展方向
.变频调速：是最有发展前途的一种交流调速方式。
交-直-交变频调速系统（在电压型和电流型基础上， 向PWM型变频和多重化技术方向发展） 交-交变频调速系统（在低速大容量应用方面有上升的 趋势）
变频器的电力半导体器件向模块化﹑快速化﹑光控化﹑高电 压﹑大电流﹑自关断和高可靠性方向发展；
交流异步电机调速方法
交流异步电机调速方法交流异步电机调速方法对于工业生产具有重要意义，它能够提高生产效率、节约能源并且减少设备的维护成本。
下面我们将详细介绍交流异步电机调速的方法，包括电压调节、频率调节、转子电阻调节和变频调速等。
我们来看电压调节方法。
一、电压调节电压调节是一种简单而有效的交流异步电机调速方法。
通过调节电源的电压来改变电机的输出转矩和转速。
在低电压状态下，电机的输出转矩和转速会降低，而在高电压状态下则会增加。
这种方法简单易行，但是效果有限，且可能影响电机的寿命。
二、频率调节频率调节是另一种常见的交流异步电机调速方法。
通过改变电源的输出频率来改变电机的转速，实现调速的效果。
在工业生产中，通常采用变频器来实现频率调节，它能够准确地控制电机的输出频率，实现精确的调速效果。
频率调节方法精度高，但需要专门的变频器设备，成本也相对较高。
三、转子电阻调节转子电阻调节是一种早期的交流异步电机调速方法。
通过改变电机转子上的外接电阻，来改变电机的转速。
这种方法已经日渐淘汰，因为它存在电器损耗大、调速精度低等缺点。
四、变频调速变频调速是目前应用最广泛的一种交流异步电机调速方法。
通过变频器来改变电源的频率和电压，从而控制电机的输出转速。
变频调速具有调速范围广、响应速度快、能耗低等优点，已经成为许多工业生产中的标配调速方法。
除了以上介绍的几种方法外，还有一些基于磁阻变化原理的电磁式调速、基于转子电流控制的矢量调速等高级调速方法。
随着科技的发展，交流异步电机调速技术也在不断演进，相信未来会有更多更先进的调速方法出现，为工业生产带来更多便利和效益。
“现代交直流调速技术”课程教学的探索与实践
“现代交直流调速技术”课程教学的探索与实践【摘要】“现代交直流调速技术”课程是电气工程及其自动化专业一门难度较大的主干课程，针对其综合性、实践性强的特点，在发挥传统教学优势的基础上，进行了matlab仿真辅助教学的探索与实践，为课程教学改革提供新的思路和方法。
通过调整教学内容，注重专题教学，利用综合性实验和虚拟仿真设计相结合的手段，以此提高学生的实际工程设计能力。
实践表明，该教学模式有效提高了教学水平，在培养应用型、创新型的人才方面取得了较好的效果。
【关键词】现代交直流调速技术教学方法虚拟仿真实践教学abstract： modern ac and dc speed control technology is a main course to the professional of electrical engineering and automation. in the light of its comprehensive and practical features， the exploration and practice of matlab simulation auxiliary teaching is performed on the basis of traditional teaching advantages. in order to improve students？蒺practical ability of engineering design， the means of adjusting the teaching content， paying attention to the special teaching and combining the comprehensive experiments with virtual simulation are explored. the practice shows that the teaching mode has increased the teaching effects， and has better effects in the culture of the application and creative talents.key words： modern ac and dc speed control technology，virtual simulation， practice teaching【中图分类号】g42 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089（2013）06-0254-02“现代交直流调速技术”课程主要讲授交、直流电机的调速原理、系统分析方法及其控制等内容。
交流电动机变频调速方法研究
交流电动机变频调速方法研究引言：随着现代工业的发展和对能源的节约要求，交流电动机的变频调速方法逐渐被广泛应用。
变频调速可以通过改变电动机的输入频率，调节转速和负载之间的匹配，实现低速大转矩或高速小转矩的工作要求。
本文将研究交流电动机变频调速的方法。
一、变频调速原理：1.原理概述：电动机电源频率=f，电源电压=V，电动机相数=φ输出转矩和转速之间的关系：T=k*M^n，其中k为系数，n为常数。
固定电源电压不变，改变电源频率f，可以调节转速M。
2.调速方案：a)正弦波PWM调制方案：根据输入的信号波形，生成与输入波形相同的输出波形，然后利用多级逆变器将输出电流波形进行滤波处理得到交流输出电压波形。
b)SPWM调制方案：通过多级逆变器将直流电压转换为交流电压，通过控制逆变器的开关管，实现输出电压的变化和频率的变化，从而改变电动机的转速。
c)SVPWM调制方案：通过控制多个开关管的占空比和触发时刻，可以产生更接近理想正弦波的输出波形，实现电动机的精确调节。
二、变频调速方法的优缺点：1.优点：a)可以实现宽范围内的调速，满足不同工况的要求。
b)调速精度高，可以实现恒定转矩和恒定功率控制，提高电动机的运行效率。
c)调速过程平稳，无冲击，减少机械零件磨损。
d)节能效果显著，可以节约电能消耗。
2.缺点：a)变频调速系统的成本较高，包括逆变器、滤波器、控制器等设备的成本较高。
b)变频设备对电网的污染较大，需要采取补偿措施。
c)变频设备的维护和保养要求高，需要定期检查和维修。
三、变频调速在实际应用中的问题及解决方案：1.变频调速系统的电磁干扰问题：变频调速设备会产生一定的高次谐波，对电网和其他设备产生干扰。
解决方案可以采用滤波器等装置来减少干扰。
2.变频调速系统的稳定性问题：变频调速系统存在潜在的震荡和共振问题，需要采取措施来保持系统的稳定。
3.变频调速系统的故障检测和维修问题：变频调速系统是复杂的电力系统，如果出现故障需要及时检测和维修。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.2
电压逆变器
4.3
电压空间矢量
4.4
电压空间矢量对转矩的影响
4.5
电压空间矢量对磁链的影响
4.6
直接转矩控制的基本构成
1 电动汽车发展现状
随着科学技术的进步，代步工具的环保性能也逐渐被开发出来，尤其 是在环境保护意识日益上升的时代，电动车的发展强劲更是强势。
电动车顾名思义就是通过电力带动电机运转， 电动车类型 主要有纯电 动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车三类。
锂离子电池
? 不同阴极的锂电池性能不同。 ? 缺点： 指出要将锂离子电池大量应 用于电动汽车仍然存在问题，主要是 因为多种性能的限制，包括锂离子电 池的安全性、循环寿命、成本、工作 温度和材料供应。锂离子电池目前以 小容量、低功率电池为主，大容量高 功率的锂离子电池尚未大规模生产， 因此针对电池组的电池管理系统中一 些不成熟的技术 (如均衡充电技术 )是 铿离子电池尚未在电动汽车中广泛应 用的重要原因之一。
纯电动汽车的发展瓶颈在于电池的电量有限的问题，电池只能满足短 距离出行。混合电动车可以弥补电池电动车的缺陷但是其价格也相当昂贵， 并且相应的后续服务并没有到位燃料电动车尚处于研发阶段，它可以作为 节能电动车最有潜力的机器，但是目前对于燃料电动车的研究尚不成熟， 还未建立完善的系统管理。
3 / 12
1 电动汽车发展现状
应用于电动汽车的新一代阀控式密封铅酸蓄电池 (valve-regulate d lead acid battery, VRLA)不须维护，允许深度放电，可循环使用 ; 然而 VRLA依旧有着铅酸蓄电池比能量和比功率低的致命弱点，根本原 因是金属铅的密度大。
混合的电动汽车使用的 VRLA，但不适于重度混合汽车或纯电动车。
锂离子电池
? 锂离子电池的传统结构包括石墨阳 极、锂离子金属氧化物构成的阴极和 电解液(有机溶剂溶解的锂盐溶液) ? 可以看出，相较镍氢电池，锂离子 电池具有相对较高的工作电压和较大 的比能量，是镍氢电池的 3倍。锂离子 电池体积小，质量轻，循环寿命长， 自放电率低，无记忆效应且无污染 ;电 池单个性能指标的数值范围跨度大， 这是因为铿离子电池有较多的电极组 合，它们在性能上存在一定的差异。
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。
3 电动汽车电池的现状及发展趋势
本文首先介绍电动汽车电池的发展历程，随后 重点介绍了 3种电动汽车动力电池的研发状况。
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
9 / 12
铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是目前在汽车领域应用得最为广泛的电池，主要作为 内燃机汽车内部各种电器和电子设备的电源。铅酸蓄电池在过去 50 a 被广泛应用，具有成熟的技术，可以大批量生产，生产成本低，价格 便宜。尽管新电池技术不断地产生， 但铅酸蓄电池至今仍作为动力源 应用于旅游观光车，电动叉车或者一些短距离行驶的公交车上。
电动汽车用异步电动机直接转矩 控制研究
张肖培 / 赵洪翠 2016.7.5
西安建筑科技大学机电工程学院
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
3.5
结论
04 直接转矩控制
4.1
直接转矩控制特点
电动汽车的核心是电机驱动系统，该系统主要由电机，控制系统， 机械减速及传动装置，车轮等组成。 传统的电动汽车 以直流电机的转 矩速度特性满足牵引要求，速度控制系统简单，易于操作目前市场上 对该技术的创新主要在于无换向器电机的技术研究，使其效率、功率 密度、运行费用、可靠性和免维护等方面取得突破性进展。
铅酸蓄电池
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。
感应电机研究的时间长，使用历史久，技术成熟安全，使用广泛永 磁无刷电机的磁场由永磁材料产生，在电动车的应用领域中具有更高 的效率和加工密度，使用范围广阔开关磁阻电机的结构稳定、系统完 善，在电动车的应用领域也相当广泛。
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。
5 / 12
电池技术
电源是制约电动汽车发展的关键之处。对车载电源的基本要求是 比能量高 ,使用寿命长 ,成本低。目前正在使用和开发的动力电池主要 有以下几种：
镍镉电池 锂电池 燃料电池
驱动电机及其控制器
对电动汽车驱动电机及控制器的最基本要求是启动转矩大 ,具有较 宽的恒功率范围，以适应电动汽车频繁启动和功率变化大的使用要求。 此外，要求电机的结构尺寸小，重量轻，以便于安装，无驱动噪声。