h機(jī)電傳動(dòng)控制07

1、第四章第四章交直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速控制交直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速控制第四章第四章 交直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速控制交直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速控制4.1 4.1 電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)4.2 4.2 直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速4.3 4.3 交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速第一節(jié) 電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)4.1.1 4.1.1 電機(jī)調(diào)速的概念電機(jī)調(diào)速的概念l電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速: 1)機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速; 2)電氣調(diào)速電氣調(diào)速4.1電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)4.1.2 4.1.2 調(diào)速的性能指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)速的性能指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)l 技術(shù)指標(biāo)：靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)：靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)

2、動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo) 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D=nmax/nmin 靜差率靜差率: =n/n0 調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性: =ni/ni-1靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)包括：靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)包括：電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l調(diào)速調(diào)速指標(biāo)指標(biāo)：1、調(diào)速范圍、調(diào)速范圍D：minmaxnnD 2、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）%：指負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化的程度，轉(zhuǎn)速變化小，穩(wěn)定性好。%100%100%000nnnnnNN%越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；%與機(jī)械特性硬度和n0有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速lD與%相互制約：)1 (maxmaxmin0maxminmaxNNNNnnnnnnnnnnD 越小，越小，D D越

3、小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；在保證一定的在保證一定的指標(biāo)的前提下，要擴(kuò)大指標(biāo)的前提下，要擴(kuò)大D D，須減少須減少nn，即提高機(jī)械特性的硬度。即提高機(jī)械特性的硬度。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l3、調(diào)速的平滑性、調(diào)速的平滑性：l 在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)越多，調(diào)速越在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)越多，調(diào)速越平滑。相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比，為平滑系數(shù)平滑。相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比，為平滑系數(shù) ：1iinn 越接近1，平滑性越好，當(dāng) 時(shí)，稱為無級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。調(diào)速不連續(xù)時(shí)，級(jí)數(shù)有限，稱為有級(jí)調(diào)速。14.1電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)4.1.2 4.1.2 調(diào)速的性能指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)調(diào)速的性能

4、指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指標(biāo)l 動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo) 最大超調(diào)量最大超調(diào)量:MP 過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間:T 震蕩次數(shù)震蕩次數(shù):N4.1電機(jī)調(diào)速的概念和指標(biāo)4.1.2 4.1.2 調(diào)速的性能指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)速的性能指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)l調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：用設(shè)備調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：用設(shè)備的效率來表示。的效率來表示。4.2 直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速4.2.1 4.2.1 直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速及調(diào)速特性直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速及調(diào)速特性 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：nnTCCRRCUnTeadae02TaCTIeadaaCRRIUn)(4.2 直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速4.2.1 4.2.1 直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速及調(diào)速特性直

5、流電機(jī)無級(jí)調(diào)速及調(diào)速特性 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：eadaaCRRIUn)(電氣調(diào)電氣調(diào)速速方法：方法：1 1）電樞回路串電阻調(diào)速；）電樞回路串電阻調(diào)速； 2 2）調(diào)壓調(diào)速；）調(diào)壓調(diào)速； 3 3）調(diào)磁調(diào)速）調(diào)磁調(diào)速。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l1、電樞回路串電阻調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速nTemTLRan0nNA0ABn1Ra+Rad1n2Ra+Rad2CRad1Rad2tt=0n1nNIaNianian他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l優(yōu)點(diǎn)：電樞串電阻調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 2）低速時(shí)特性曲線斜率大，靜差率大，所以轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性差； 3）輕載時(shí)調(diào)速范圍小，額

6、定負(fù)載時(shí)調(diào)速范圍一般為D2； 4）損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速前、后因增通不變而使Tem和Ia不變，輸入功率不變，輸出功率卻隨轉(zhuǎn)速的下降而下降，減少的部分被串聯(lián)電阻消耗了。 1）由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平滑性差；他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l2、降低電壓調(diào)速、降低電壓調(diào)速Tem0nnNUTLNnA1U01nAB1nNUUU122U02n2nC他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）電源電壓能夠平滑調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)電源電壓能夠平滑調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。調(diào)速。 2）調(diào)速前后的機(jī)械特性的斜率不變，硬調(diào)速前后的機(jī)械特性的斜率不變，硬度較高，負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)

7、定性好度較高，負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定性好。 3）無論輕載還是負(fù)載，調(diào)速范圍相同，無論輕載還是負(fù)載，調(diào)速范圍相同，一般可達(dá)一般可達(dá) D=2.512。 4）電能損耗較小電能損耗較小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l3、減弱磁通調(diào)速、減弱磁通調(diào)速01n1A1nBNTemnTL0nANn202n2nCtt=0naNInNn1n1aIaiai他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l優(yōu)點(diǎn)： 由于在電流較小的勵(lì)磁回路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而控制方便，能量損耗小，設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)速平滑性好。經(jīng)濟(jì)性比較好。l 缺點(diǎn)：機(jī)械特性的斜率變大，特性變軟

8、；轉(zhuǎn)速的升高受到電動(dòng)機(jī)換向能力和機(jī)械強(qiáng)度的限制，升速范圍不可能很大，一般 D2； 為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常把降壓和弱磁兩種調(diào)速方法結(jié)合起來，在額定轉(zhuǎn)速以上，采用弱磁調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以下采用降壓 調(diào)速。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合容許輸出：指電動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)期可靠工作時(shí)所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩和功率。充分利用：指在一定的轉(zhuǎn)速下電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩和功率達(dá)到它的容許值，即電樞 電流達(dá)到額定值。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，在不同的轉(zhuǎn)速下，電樞電流能否總保持為額定值，即電動(dòng)機(jī)能否在不同轉(zhuǎn)速下都得到充分利用，這個(gè)問題與調(diào)速方式和負(fù)載類型的配合有關(guān)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)

9、機(jī)的調(diào)速 以電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速都能得到充分利用為條件，他以電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速都能得到充分利用為條件，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可分為勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可分為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和和恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速。nCTnPCICTTNNTem19550 電動(dòng)機(jī)的容許輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比，而容許輸出轉(zhuǎn)矩為恒值-恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速時(shí)，磁通 保持不變，若在不同轉(zhuǎn)速下保持電流 不變，即電機(jī)得到充分利用，容許輸出轉(zhuǎn)矩和功率分別為： NNaII 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速955095509550222CnnCTnPnCnCRIUCICTTeaNNTNTem 電動(dòng)機(jī)的容許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，而容

10、許輸出功率為恒值-恒功率調(diào)速。 弱磁調(diào)速時(shí)，磁通 是變化的，在不同轉(zhuǎn)速下若保持電流 不變，即電機(jī)得到充分利用，容許輸出轉(zhuǎn)矩和功率分別為： NaII 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l上述容許輸出轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：上述容許輸出轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：maxnNnminnnTPTP恒恒功率調(diào)速功率調(diào)速TP恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 以以 為界，分為界，分兩個(gè)區(qū)域兩個(gè)區(qū)域： 為恒轉(zhuǎn)矩為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)調(diào)速區(qū)； 為恒功率調(diào)速區(qū)NnNnn Nnn 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 和和 均為常數(shù)均為常數(shù), , 和和 均與轉(zhuǎn)速均與轉(zhuǎn)速 成

11、正成正比，只要選擇電動(dòng)機(jī)比，只要選擇電動(dòng)機(jī)的的 與與 相等，在任相等，在任何轉(zhuǎn)速下均有：何轉(zhuǎn)速下均有：LTLTTTLPPnTLTTnNaLLIITTPP電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，又得到了充分利用。又得到了充分利用。這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速是從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)，所以是從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)，所以額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l2、恒功率負(fù)載配恒功率調(diào)速、恒功率負(fù)載配恒功率調(diào)速 和和 均為常數(shù)，均為常數(shù)， 和和 均與均與 成反比，只成反比，只要選擇要選擇 與與 相等，相等，在任何轉(zhuǎn)速下均有：在任何轉(zhuǎn)速下均

12、有：LTLPTPLPPnNaLLIITTPP電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，又得到了充分利用。又得到了充分利用。TnLTT這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速是從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，所以是從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，所以額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l3、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩CTLnT1電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)才有只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)才有：NaLLIITTPP電機(jī)得到了充分利用。電機(jī)得到了充分利用。NaLLIITTPP在低于最高轉(zhuǎn)速時(shí)：在低于最高轉(zhuǎn)速時(shí)：電機(jī)未

13、被充分利用。電機(jī)未被充分利用。TnLTmaxnminnTminnnN他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l可以證明可以證明： 在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（負(fù)載功率）在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（負(fù)載功率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的只是電動(dòng)機(jī)額定功率的 （D為調(diào)速范圍）為調(diào)速范圍）。D1NLLLLLNPDPDPnTnnnTPP195509550minminminminmaxmaxmax顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l4、恒功率負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速、恒功率負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩CT nTL1電動(dòng)

14、機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩只有在最低轉(zhuǎn)速時(shí)才有：只有在最低轉(zhuǎn)速時(shí)才有：NaLLIITTPP電機(jī)得到了充分利用。電機(jī)得到了充分利用。NaLLIITTPP在高于最低轉(zhuǎn)速時(shí)：在高于最低轉(zhuǎn)速時(shí)：電機(jī)未被充分利用。電機(jī)未被充分利用。TTnmaxnminnLTmaxmaxLNNTTnn他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l可以證明可以證明： 這種配合，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（恒定的負(fù)載功這種配合，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（恒定的負(fù)載功率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的 （D為調(diào)速范圍）為調(diào)速范圍）。D1NLLLLNNNPDPDPnTnnnTnTP1955095509550minmaxmi

15、nmaxmaxmax顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l5、風(fēng)機(jī)型負(fù)載與兩種調(diào)速方式的配合、風(fēng)機(jī)型負(fù)載與兩種調(diào)速方式的配合由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，為了使電動(dòng)機(jī)在最由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，為了使電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速時(shí)（所需的轉(zhuǎn)矩最大）能滿足負(fù)載的需要，應(yīng)使高轉(zhuǎn)速時(shí)（所需的轉(zhuǎn)矩最大）能滿足負(fù)載的需要，應(yīng)使)()(maxmaxnnLnnTTnmaxnLTTTT只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，電只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)才被充分利用。恒動(dòng)機(jī)才被充分利用。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式所造成的轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式所造成的電動(dòng)機(jī)容量浪費(fèi)比恒功電動(dòng)機(jī)容量

16、浪費(fèi)比恒功率調(diào)速方式小一些。率調(diào)速方式小一些。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速l根據(jù)以上分析可得：1）電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 。2）弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式，適用于恒功率負(fù)載 。3）對(duì)于泵與風(fēng)機(jī)類負(fù)載，三種調(diào)速方式都不十分合適，但采用電樞串電阻和降壓調(diào)速比弱磁調(diào)速合適一些。 4.2.2 晶閘管-電機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)的不同：按結(jié)構(gòu)的不同：?jiǎn)伍]環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可逆系統(tǒng)可逆系統(tǒng)按靜態(tài)誤差的不同：按靜態(tài)誤差的不同：無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)分類：分類：

17、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng) 1 1、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)放大器觸發(fā)器可控整流器測(cè)速發(fā)電機(jī)由電壓平衡方程得：由電壓平衡方程得： 2 2、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性閉閉環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜特特性性從放大器輸入端到可從放大器輸入端到可控整流電路輸出端的電壓控整流電路輸出端的電壓放大倍數(shù)；放大倍數(shù)；閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)。倍數(shù)。 如果系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋（即如果系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋（即開環(huán)系統(tǒng)）時(shí)，則整流器的輸出開環(huán)系統(tǒng)）時(shí)，則整流器的輸出電壓電壓: 由此可

18、得開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性由此可得開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性方程方程:開開環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜特特性性閉閉環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜特特性性開開環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜特特性性 理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 在給定電壓一定時(shí)，有在給定電壓一定時(shí)，有: 轉(zhuǎn)速降轉(zhuǎn)速降 如果將系統(tǒng)閉環(huán)與開環(huán)的理想空載轉(zhuǎn)速調(diào)得一樣，即，如果將系統(tǒng)閉環(huán)與開環(huán)的理想空載轉(zhuǎn)速調(diào)得一樣，即， 調(diào)速范圍與靜差度調(diào)速范圍與靜差度 在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速和低速時(shí)最大允許靜差度不變的情況下，在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速和低速時(shí)最大允許靜差度不變的情況下， 開環(huán)：開環(huán)： 閉環(huán)閉環(huán) ： 重的事故重的事故突然失去負(fù)反饋產(chǎn)生嚴(yán)突然失去負(fù)反饋產(chǎn)生嚴(yán)速度負(fù)反饋，速度負(fù)反饋，注意！單閉環(huán)系統(tǒng)僅有

19、注意！單閉環(huán)系統(tǒng)僅有K K1 1U UU U閉閉環(huán)環(huán)給給定定電電壓壓理理想想空空載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為了了獲獲得得同同開開環(huán)環(huán)相相同同的的g gg gf f結(jié)論：結(jié)論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，在保證一定靜差度的要求下，大大提高調(diào)速范在保證一定靜差度的要求下，大大提高調(diào)速范圍。但閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置檢測(cè)裝置和電壓放大圍。但閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置檢測(cè)裝置和電壓放大器。器。圖圖8.35閉環(huán)系統(tǒng)靜特性與開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的關(guān)系閉環(huán)系統(tǒng)靜特性與開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的關(guān)系閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是是閉環(huán)系統(tǒng)的自動(dòng)閉環(huán)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)

20、節(jié)作用調(diào)節(jié)作用，它能隨著負(fù)載的變化相應(yīng)地改變整流器的輸出，它能隨著負(fù)載的變化相應(yīng)地改變整流器的輸出電壓電壓 按照交流異步電機(jī)的原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可分成兩部分：一部分是拖動(dòng)負(fù)載的有效功率，稱作機(jī)械功率機(jī)械功率；另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率 s 成正比。 PmechPmPs4.3 交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速 即 Pm = Pmech + Ps Pmech = (1 s) Pm Ps = sPm 從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是得到回收，是評(píng)價(jià)調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點(diǎn)出發(fā)，可以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類 。4.3 交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速1. 轉(zhuǎn)差功率消

21、耗型調(diào)速系統(tǒng) 這種類型的全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中， 降電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速三種調(diào)速方法都屬于這一類。在三類異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，這類系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時(shí)效率越低，它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來換取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)）。可是這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價(jià)值。 2.轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng) 在這類系統(tǒng)中，除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過變流裝置饋出或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多，繞線電機(jī)串級(jí)調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速方法屬于這一類。無論是饋出還是饋入的轉(zhuǎn)差功率，扣除變流裝置本身的損耗后，最終都轉(zhuǎn)化成有用的功率，因此這類系統(tǒng)的效

22、率較高，但要增加一些設(shè)備。3. 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng) 在這類系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高，變極對(duì)數(shù)調(diào)速、變壓變頻調(diào)速兩種調(diào)速方法屬于此類。其中變極對(duì)數(shù)調(diào)速是有級(jí)的，應(yīng)用場(chǎng)合有限。只有變頻變壓調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速；但在定子電路中須配備與電動(dòng)機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，設(shè)備成本最高。 4.3.3籠型異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn （1）需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。 4.3.3籠型異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 定子每相電動(dòng)勢(shì)定子每相電動(dòng)勢(shì)mNs1g44. 4SkN

23、fE 式中：Eg 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，單位為V； 定子頻率，單位為Hz； 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 基波繞組系數(shù)； 每極氣隙磁通量，單位為Wb。 f1NskNsm（2）1. 基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 由式（2）可知，要保持 m 不變，當(dāng)頻率 f1 從額定值 f1N 向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低 Eg ，使 1gfE常值 （3） 即采用恒值電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式采用恒值電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式。 恒壓頻比的控制方式恒壓頻比的控制方式 然而，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 Us Eg，則得（4） 這是恒壓頻比的控制

24、方式恒壓頻比的控制方式。常值1fUs 但是，在低頻時(shí) Us 和 Eg 都較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，需要人為地把電壓 Us 抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降近似地補(bǔ)償定子壓降。 2. 基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率應(yīng)該從 f1N 向上升高，但定子電壓Us 卻不可能超過額定電壓UsN ，最多只能保持Us = UsN ，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。 把基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫在一起，如下圖所示。 f1N 變壓變頻控制特性變壓變頻控制特性圖6-2 異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速UsU

25、sNmNm恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速mUsf1O 如果電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)所帶的負(fù)載都能使電流達(dá)到額定值，即都能在允許溫升下長(zhǎng)期運(yùn)行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化，按照電力拖動(dòng)原理，在基頻以下，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。返回目錄返回目錄 變壓變頻控制特性變壓變頻控制特性靜止式電力電子變壓變頻裝置靜止式電力電子變壓變頻裝置（VVVF） l間接式 工頻交流電直流電可控變頻交流電l直接式 工頻交流電可控交流電間接變壓變頻裝置的不同結(jié)構(gòu)形式間接變壓變頻裝置的不同結(jié)構(gòu)形式不控整流逆變DCAC調(diào)頻AC50Hz斬波器DC調(diào)壓(c)VVVF50Hz不控整流PWM逆變ACDC（VVVF）調(diào)壓調(diào)頻