交流调速的应用

交流变频调速技术的优势与应用

交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。

对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之出主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器——整流子。

20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。 1. 交流变频调速的优异特性

(1) 调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。 (2) 调速范围较大，精度高。

(3) 起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。 (4) 变

湖南工业大学

1变频电机一般来讲都是恒转矩的，又有频率追踪，所以一般来讲转差率是变化很小的。变频调速装置的类型与特点 ?

按电动机的能量转换类型交流调速系统分哪三类？各自特点是什么？

答：①转差功率消耗型调速系统——这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在 转子回路中，这类系统的效率最低。

②转差功率馈送型调速系统——在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在 转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多。

③转差功率不变型调速系统——在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论 转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，其中变极对数调速是有级的，应用场合有限，只有变压变频调速应用最广。

变频器组成：控制器、电力电子变换电路、电量检测电路 分类：交-交、交-直-交（电压源型、电流源型） 三相异步电动机变频调速具有以下几个特点：

⑴ 从基频向下调速，为恒转矩调速；从基频向上调速，近似为恒功率调速； ⑵ 调速范围大；

⑶ 机械特性较硬，静差率小，相对稳定性好； ⑷ 运行时较小，效率高；

⑸ 频率可以连续调节，变频调速为无级调速

2电流滞环SPWM特点？异步电动机动态数学模型的性质? （什么是电流滞环S

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姓 名 李子奇 学 号 7024131251010

西安电子科技大学网络与继续教育学院

2015学年上学期

《交流调速技术》期末考试试题

（综合大作业）

题号 题分 得分

考试说明：

1、大作业于2015年4月3日公布，2015年5月9日前在线提交； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同、拷贝均按零分计。

一、名词解释（每小题2分，共10分） 1、矢量控制方法

答：矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。

2、异步电动机

答：异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式)

以蓄电池为动力源的电动叉车具有污染小、噪音低、拱纵灵活的特点,越来越被世界认可。而电动叉车的关键技7l是驱动系统,以交流电机为核心的交流驱动系统具备效昌高、可靠性强、体积小、结构简单、调速范围宽、维护成习低的优势,已成为当今行业发展的趋势。电子技术的发展互新型控制理论的成熟也使得交流伺服控制系统由过去的模于l控制转向全数字控制,而相比之前基于单片机或DS

1.异步电动机从定子传入转子的电磁功率 Pm 中，有一部分是与转差成正比的转差功率 Ps ，根据对 Ps 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。

答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。 转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中， 降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中， 这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的 降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。

转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速 属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，

转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调

《 交流调速技术》课程教学大纲

课程编码：15011453 课程类型：学位任选课 总学时：48

学分：3

第一部分 相关说明

一、课程的性质和任务

《交流调速技术》课程是电气工程专业的一门应用性专业课程。课程的主要任务是：结合变频器行业的最新发展情况，通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种变频器控制系统的基本能力；教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力；在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识；培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。

二、课程的基本要求

1、掌握变频器的内部结构理论和各类外端子的功能，为正确安装、设置变频器及故障分析打基础；

2、深刻理解通用变频器各类功能的含义和作用，为正确设置功能参数打基础； 3、掌握1个品牌变频器的基本操作方法，了解4至5种类型变频器的功能参数码特点和操作方法。

4、能够根据工程需要设计、安装、调试及改造教简单的变频器控制系统；

5、具有将相关课程(电气控制、PLC、单片机、触摸屏等)知识融合在一起，综合应用自动控

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院一、交流电机的调压调速

—交流电机调速理论与方法—

3 pU12 r '2/ S T= 2π f1[(r1+ r '2/ S ) 2+ ( x1+ x '2 ) 2]

普通异步电机机械特性

高转子电阻异步电机机械特性

相控技术：通断控制：

应用较多

谐波多

要求：α应大于φ,宽脉冲

每次接通均为重合闸，大电流冲击2

2008-9-19

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院适合拖风机、水泵类负载负载转矩：电机转矩：

—交流电机调速理论与方法—

TL∞n 2∞(1 S ) 2I 2 2 R2 T∞ S

I 2∞(1 S ) S/ R2

调压调速系统应加负反馈

“—”

TL’: TL↑→n↓→ufn↓→ TL’’: TL↓→n↑→ufn↑→2008-9-19

Δ U↑→Uk↑→α↓→U1↑ΔU↑→Uk↓→α↑→U1↓“+”3

交流电机的调压调速

交流电机的调压调速

浙江大学电气工程学院

—交流电机调速理论与方法—

轻载调压节能“大马拉小车”:

轻载，i↓→ pcu↓ U不变→ pFe基本不变轻载时降压： U↓→ pFe↓→η↑,cosφ↑

η↓,cosφ↓

4 200

工业洗衣机交流变频调速系统1.操作条件

(1) 西门子MM440交流变频调速装置一台

(2) 三相交流异步电动机：YSJ7124

P N =370W,U

N

=380V, I

N

=1.12A, n

N

=1400r/min，f

N

=50Hz,COSφ

N

=0.72

2.操作内容

(1) 根据工艺流程和控制要求画出工业洗衣机交流变频调速系统接线图，标明各

设备元件名称与编号，并在实训装置上完成系统接线。

(2) 根据工艺流程和控制要求写出变频器参数清单,并对变频器进行设置及调试

运行，达到上述控制要求。

(3) 调整变频器的参数,读取相应的转速、频率、电压、电流值以及“变频器输出

电流”仪表的读数；

3.操作要求

（1）工艺流程和控制要求：

洗衣机运行的一个过程按洗净-平衡-脱水-清洗-平衡-脱水-干燥的顺序进行。

洗净与清洗过程是频繁的正反转运行，平衡过程是脱水前把衣料均匀分布在桶的周围，脱水是高速旋转，干燥是低速运行。洗衣机运行速度（频率）要求为：第一段转速为洗净正向400-500转/分

第二段转速为洗净反向400-500转/分

第三段转速为平衡正向500转/分

第四段转速为高速脱水正向1200转/分

第五段转速为清洗正向650转/分

第六段转速为清洗反向650转/分

第七段转速为平衡正向50

《现代交流调速系统》复习答疑指导

第一章、概述

（1）交流调速系统的分类；常用的调速方法有哪些？

常见的交流调速方法有： ①降电压调速 ②转差离合器调速 ③转子串电阻调速

④绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速 ⑤变极对数调速 ⑥变压变频调速等

（2）按电动机的能量转换不同，可以将交流调速系统分成哪几大类，常用的调速方法，又分别属于哪类？

从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 ： 1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第①、②、③三种调速方法都属于这一类；

2）转差功率馈送型调速系统: 在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，上述第④种调速方法属于这一类;

3）转差功率不变型调速系统: 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的第⑤、⑥两种调速方法属于此类。

（3）同步电机的调速方法有几种？从频率控制方式看，它可分为哪几类？

同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只