交流调速控制系统PPT资料重点
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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
11交流电动机调速控制.ppt
E I R ( E ) I R j I X 2 2 2 L 2 2 2 2 2
式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗
X 2 f L 2 Sf L 2 2 L2 1 L2
在 n=0 ，即 S=1 时，转子感抗为
3、转差率 S
由工作原理可知：转子的转速n（电动机的转速）恒比旋转磁场的旋转 速度n0（同步速度）要小。因为如果两种速度相等时，转子和旋转磁场没有 相对运动，转子导体不切割磁力线，因此不能产生电磁转矩，转子将不能继 续旋转。转子与旋转磁场之间的转速差是保证转子转速的主要因素，也是异 步电动机的由来。 转差率：用表示S，即转速差与同步转速n0的比值。
由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到电源的三根导线中 的任意两根对调即可。
2、工作原理
三相异步电动机的工作原理是 基于定子旋转磁场和转子电流的相互 作用。 假设定子只有一对磁极，转子只
有一匝绕组。
在旋转磁场的作用下，转子导体 切割磁力线（其方向与旋转磁场的旋 转方向相反），因而在导体内产生感 应电动势e从而产生感应电流i。根据 安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力 F（其方向用 左手定则决定），这力在转子的轴上形成电磁转矩，且转矩作用方向与旋 转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋 转起来。 旋转磁场是三相异步电动机赖以工作的基础，其转速（同步转速）为 n0 ,转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。
式中：R 1 和 X 1 ( X )为定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。 1 2 f L 1 L1
由于R1和X1较小，其上电压降与电动势E1比较起来，常可忽略，于是
U1 E
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。
《交流调速系统》课件
深入研究交流调速系统的控制算法和优化策略 ，提高系统的动态响应和稳定性，以满足更加 复杂和严苛的工业应用需求。
拓展交流调速系统的应用领域，例如新能源、电 动汽车等领域，为绿色能源和可持续发展提供技 术支持。
组成
交流调速系统主要由电动机、变频器 、控制器、传感器等部分组成。
交流调速系统的应用
工业自动化
在工业自动化生产线上，交流调 速系统广泛应用于各种机械设备 的调速控制，如传送带、包装机
、印刷机等。
交通运输
在交通运输领域，交流调速系统主 要用于车辆的牵引、调速和控制系 统，如地铁、动车组、城市轨道交 通等。
软件实现
算法设计
软件算法是实现交流调速系统 的灵魂，常用的算法有PID控 制算法、模糊控制算法和神经
网络控制算法。
编程语言
软件编程语言的选择对于实现 交流调速系统至关重要，常用 的编程语言有C、C和Python
。
系统集成
软件系统需要与硬件设备进行 集成，以实现整体调速系统的
协调运行。
实际应用案例
2023
交流调速系统
REPORTING
2023
目录
• 交流调速系统概述 • 交流调速系统的基本原理 • 交流调速系统的控制策略 • 交流调速系统的实现 • 交流调速系统的优势与挑战 • 结论
2023
PART 01
交流调速系统概述
REPORTING
系统定义与组成
定义
交流调速系统是一种通过调节电动机 的输入电源频率或转差率等参数，实 现对电动机速度进行调节的系统。
静差率
静差率是指电机在稳态运行时， 转速降落与理想转速的比值，静 差率越小，电机的稳态性能越好 。
动态响应时间
交流调速系统第4章-PPT精选
电磁转矩方程
根据机电能量转换原理，同步电动机的电磁转
矩可以表达为
Te π2np2ΦRFssins
（11-11）
定子旋转磁动势幅值
Fs 3
2NskNs πnp
is
由式（11-2）及式（11-6）可知
issins ist
（11-12） （11-13）
将定子旋转磁动势幅值表达式（11-12）及式 （11-13）代入式（11-11），整理后得
和 ist 也是 is 相量在时间相量图上的分量。
电流关系分析（续）
由此可知：定子电流的励磁分量 ism 可以 从定子电流 is 和调速系统期望的功率因数
值求出。最简单的情况是希望 cos = 1，
也就是说，希望 ism = 0。 这样，由期望功率因数确定的 ism 可作为
矢量控制系统的一个给定值。
U sEs4.4f4 1Ψ Rs
（11-8）
电流关系分析
在图8-5b中，is 是该相电流相量，它落后
于 Us 的相角 就是同步电动机的功率因数 角。根据电机学原理，R 与 Fs 空间矢量的 空间角差 s 也就是磁链Rs 与电流 is 在时间 上的相角差，因此 = 90° s ，而且 ism
1
2π f1 np
（11-1）
异步电动机的稳态转速总是低于同步转速
的，二者之差叫做转差 s ；同步电动机的 稳态转速等于同步转速，转差 s = 0。
同步调速系统的特点（续）
（2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生， 而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有 独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。
2. 同步调速系统的类型
（1）他控变频调速系统 用独立的变压变频装置给同步电动机供
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
讲交流调速系统概述PPT课件
1）调速优良，易于控制
静态性能 性能
动态性能
静差度 精度误差 调速范围（深度） 动态响应快
13
易于控制：电枢和励磁线圈可以独立调节
天然解耦：DC MOTOR
Φm
Ia与Φm线性无关 是解耦的 T=Cm×Ia×Φm
Ia
数学模型简单：线性2阶＋1阶，经典控制论足 以应对
1阶：SCR整流器的数学模型
G(s) Kses K s
7
课程的性质、目的、任务
通过本课程的学习，使大家了解现代交流调速系统的技 术概况与发展趋势以及主要应用领域； 掌握现代交流调速系统工作原理与控制策略； 掌握变频器与感应电动机、变频器与同步电动机组成变频 调速系统等电力拖动系统的组成、工作原理、运行特性； 为今后工作和进一步深入应用和研究运动控制系统和电气 节能技术奠定坚实的理论基础。
11
历史回眸
由于这类机械均采用恒速交流电动机驱动， 应生产工艺流量的调节要求。
采用的主要调节措施有：
1）闸阀 2）挡板
3）放空 4）回流
大量电能无 谓的损耗
如果采用改变电机转速的办法来实现流量的调节，
则由于轴功率是与流量的三次方成正比的，因此，可收到
十分明显的节电效果。
12
2 直流调速系统的特点
因此，有效地利用电动机，改进其运行性能， 根据需要控制电动机的转速，降低运行中的消耗，是 节省电能的一个重要手段。
18
实例分析
以大型轧机的传动系统为例，一套2050mm的热连 轧板机，精轧部分采用交流传动，比直流传动可节电1150 万kWh／年，节水30％，转动惯量减少77％，响应时间缩短 30％，设备投资节省很多，停机维修时间缩短75％。
交流机若达到直流机的调速水平，对调速器提出了极 高的要求：功率器件？微处理器？控制理论与方法？
《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
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np
Js
1
3npU
2 sA
s2 Rr'
np Js
J np
1
s
3npU
2 sA
12 Rr'
于是，异步电机的近似线性化传递函数为
TeA Te
3np
1Rr'
(U
2 sA
sA
2U sA sA U s
U s2A s)
（2-4）
从式（2-4）中减去式（2-3），得
Te
3np
1Rr'Hale Waihona Puke (2U sA sA U s
U s2A s)
（2-5）
已知转差率
s
1
1
，其中1是同步角转
速， 是转子角转速，则
s 1
(2-6)
将式（2-6）代入式（2-5），得
Te
3np
1Rr'
(2U sA sA U s
U
2 sA
1
)
（2-7）
式 （ 2-7 ） 就 是 在 稳 态 工 作 点 附 近 微 偏 量
Te与Us和间的关系。
带恒转矩负载时电力拖动系统的运动方程
式为
Te
TL
J np
d
dt
按上面相同的方法处理，可得在稳态工作 点A附近的微偏量运动方程式为
Te
TL
设A为近似线性机械特性上的一个稳态工 作点，则在A点上
TeA
3np
1Rr'
Us2A sA
（2-3）
在A点附近有微小偏差时，Te= TeA+Te ， Us = UsA + Us ，而 s = sA + s，代入式（22）得
（3）微偏线性化
TeA
Te
3np
1Rr'
(UsA
Us )2 (sA
s)
将上式展开，并忽略两个和两个以上微 偏量的乘积，则
n
TVC
GT
us
电动机
TG
二 动态结构框图
n*(s)
Uc (s)
Us(s)
n(s)
WASR(s)
WGT-V (s)
WMA (s)
- n(s)
WFBS(s)
• 转速调节器ASR
转速调节器ASR常用PI调节器，用以消 除静差并改善动态性能，其传递函数为
WASR
(s)
Kn
ns 1
ns
• 晶闸管交流调压器和触发装置
电动机
调速系统 运动控制系统
伺服系统
转速 转角或位置
交流调速控制系统
设定值（交流电 动机转速）
控制器
反馈值（交流电 动机转速）
电力电子装 置
检测装置
交流电动机
控制交流电动机转速的运动控制系统
交流调速系统
调速系统 运动控制系统 自动控制系统
直流调速系统
伺服系统
过程控制系统
一、若干应用实例
碱赤泥浆槽
2 s
Rr'
/
s
Rr' s
)2
12 (Lls
L'lr
)
2
（2-1）
当 s 很小时，可以认为
Rs
Rr' s
且
1 ( Lls
Llr )
Rr' s
后者相当于忽略异步电机的漏感电磁惯 性。在此条件下，
Te
3np
1Rr'
Us2s
（2-2）
这是在上述条件下异步电机近似的线性 机械特性。
（2）稳态工作点计算
增加设备
3 转差功率不变型
转差功率基本不变 变压变频调速（变频调速）
效率更高
设备更高
第二节 调压调速的原理及实现设备
一、调压调速的工作原理：
Te
1
Rs
3npU
2 s
Rr'
/s
Rr' s
2
12
Lls
L'lr
2
n n0 sm
A CB 0.5UsN
F
0.7UsN UsN
O TL
Temax Te
应用 第六节 双闭环调压调速
第一节 调速系统的分类
Pm 1 s Pm sPm
机械功率P2 转差功率Ps 转差功率消耗型 转差功率馈送型 转差功率不变型
1 转差功率消耗型
转差功率全部消耗在转子回路中
转子回路串电阻调速
效率最低
调压调速
设备简单
2 转差功率馈送型
大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入 串级调速/双馈调速 效率高
J np
d()
dt
（2-8）
将式（2-7）和（2-8）的微偏量关系画在一起， 即得异步电机在忽略电磁惯性时的微偏线性化动 态结构图，如图所示。
ΔUs
3np
ω1Rr 2UsASA
ΔTL
+ ΔTe -
np
Δ
-
Js
3npU
2 sA
ωs2 R’r
如果只考虑U1到之间的传递函数，可先取
TL = 0，图中小闭环传递函数可变换成
流量计
碱赤泥浆
球磨机
碱赤泥浆泵 电机
频率设定值
变频器
DCS
磁铁矿浆
现场显示仪表 流量计
浮选车间
频率反馈 泵
传动电机
频率设定值
变频器
PLC
浓密机矿浆 分矿箱
流量计
显示仪表
电动 调节阀 阀位信号反馈
浮选柱过程
阀门开度输出 PLC
二、发展历史
1、20世纪80年代以前： “直流调速，交流不调速”
2、20世纪世纪末—至今： “交流调速占主导地位，并将逐步取代直流调
• 异步电机近似的传递函数
异步电机的动态过程是由一组非线性微 分方程描述的，要用一个传递函数来准确 地表示它的输入输出关系是不可能的。
在这里，可以先在一定的假定条件下， 用稳态工作点附近的微偏线性化方法求出 一种近似的传递函数。
（1）异步电机近似的线性机械特性 已知电磁转矩为
Te
1 (Rs
3npU
调压调速的工作原理：
改变定子电压Us
机械特性改变
只考虑稳态转速，未考虑调 速过程的动态特性
转速改变
调速范围窄 （0~Sm） 先转子回路串电阻，使Sm增大，然后调压调速
二 实现设备 晶闸管交流调压器（TVC）
3~
M
特点：每一相上2个晶闸管反向并联
第三节 单闭环调压调速
一 结构原理
3~
n* ASR
交流调速控制系统
辽宁工业大学 电气工程学院
第一章 绪论
学什么？ 为什么学？ 如何学？
交流调速控制系统
自动控制系统
设定值
控制器
执行机构
被控对象
反馈值
检测装置
运动控制系统 自动控制系统
过程控制系统
运动控制系统
设定值（转速、 转角、位置）
控制器
反馈值（转速、 转角、位置）
电力电子装 置
检测装置
速”
电力电子技术的发展
计算机及数字控制技 术的发展
矢量控制、直接转矩 控制
其他
交流调速性能的提高
交、直流调速系统的比较（直流电机的缺点）
贵、重 电刷、换向器限制了直流电动机的容量和
速度 106 KW r / min
电刷产生火花
电刷磨损、可靠性差、维护量大
第二章 调压调速
第一节 调速系统的分类 第二节 调压调速的原理及实现设备 第三节 单闭环调压调速 第四节 转差功率损耗分析 第五节 晶闸管交流调压器在电机软起动器中的
装置的输入-输出关系原则上是非线性的， 在一定范围内可假定为线性函数，在动态 中可以近似成一阶惯性环节，正如直流调 速系统中的晶闸管触发和整流装置那样。 传递函数可写成
WGTTVC (s)
Ks Tss 1
• 测速反馈环节
考虑到反馈滤波作用，测速反馈环节FBS 的传递函数可写成
WFBS (s) Ton s 1