交流調(diào)速基礎(chǔ)和原理

1、交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)1交流變頻調(diào)速技術(shù)交流變頻調(diào)速技術(shù)大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船電教研室大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院船電教研室朱景偉朱景偉2011 2011 年年 1 1 月月 Email: 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)2本課程的性質(zhì)與任務(wù)本課程的性質(zhì)與任務(wù) 本課程是為船舶電子電氣工程專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的一門本課程是為船舶電子電氣工程專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較全面地了解交流變專業(yè)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較全面地了解交流變頻調(diào)速的類型和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握交流變頻調(diào)速的各種控制頻調(diào)速的類型和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握交流變頻調(diào)速的各種控制方法

2、和控制技術(shù)。為后續(xù)課程方法和控制技術(shù)。為后續(xù)課程船舶電力拖動系統(tǒng)船舶電力拖動系統(tǒng)的學(xué)的學(xué)習(xí)，打下堅實的理論和實踐的基礎(chǔ)。習(xí)，打下堅實的理論和實踐的基礎(chǔ)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)3課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容1 交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)2 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)3 基于動態(tài)模型的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)基于動態(tài)模型的異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)4 同步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)同步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)5 變頻調(diào)速的工程實用技術(shù)變頻調(diào)速的工程實用技術(shù)交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)4教教 材：材：

3、交流調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)速系統(tǒng) 馮垛生馮垛生 主編主編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社參考書：參考書： (1) 電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng), 李華德李華德,李擎李擎,白晶編著白晶編著 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 (2) 電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng), 陳伯時主編第版陳伯時主編第版 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社學(xué)時分配：學(xué)時分配：3636學(xué)時學(xué)時 ( (講課講課 3434，實驗，實驗 2)2)考考 核：核：考試成績考試成績: 80%: 80% 平時成績平時成績: 10% : 10% 實驗成績實驗成績: 10%: 10%交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)5實驗內(nèi)容實

4、驗內(nèi)容實驗題目：交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗實驗題目：交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗實驗內(nèi)容：系統(tǒng)接線；觀察實驗內(nèi)容：系統(tǒng)接線；觀察SPWMSPWM和和SVPWMSVPWM變頻調(diào)速變頻調(diào)速系統(tǒng)各測試點波形。在加減速情況下，記錄空間電系統(tǒng)各測試點波形。在加減速情況下，記錄空間電壓矢量的變化情況。壓矢量的變化情況。 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)6第章交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)第章交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.1 異步異步電動機(jī)的工作原理及特性電動機(jī)的工作原理及特性1.2 交流調(diào)速原理及分類交流調(diào)速原理及分類1.3 交流調(diào)速的發(fā)展及特點交流調(diào)速的發(fā)展及特點1.4 交流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速原

5、理交流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速原理*1.5 交流電動機(jī)串級調(diào)速原理交流電動機(jī)串級調(diào)速原理交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)71.1.1 1.1.1 交流電動機(jī)的分類交流電動機(jī)的分類交流電動機(jī)分類：交流電動機(jī)分類：（1 1）異步電動機(jī)）異步電動機(jī)(Induction Motor)(Induction Motor) 籠形異步電動機(jī)籠形異步電動機(jī) 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)（雙饋電機(jī)）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)（雙饋電機(jī)）（2 2）同步電動機(jī)）同步電動機(jī)(Synchronous Motor)(Synchronous Motor) 直流勵磁同步電動機(jī)直流勵磁同步電動機(jī) 永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī) 正旋波永磁同步電

6、機(jī)正旋波永磁同步電機(jī) 梯形波永磁同步電機(jī)梯形波永磁同步電機(jī)（3 3）變磁阻電動機(jī)）變磁阻電動機(jī) 開關(guān)磁阻電動機(jī)開關(guān)磁阻電動機(jī)(Switch Reluctance Motor)(Switch Reluctance Motor) 步進(jìn)電動機(jī)步進(jìn)電動機(jī)第章交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)第章交流調(diào)速原理及基礎(chǔ)1.1 1.1 異步電動機(jī)工作原理及特性異步電動機(jī)工作原理及特性交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)81.1.2 異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理異步電動機(jī)異步電動機(jī)定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)座機(jī)座 籠籠 型型 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組繞

7、線型繞線型 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)定子定子交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)9導(dǎo)條導(dǎo)條端環(huán)端環(huán)籠型繞組籠型繞組交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)10交流異步電動機(jī)的工作原理是由于定子繞組在接通電源后，交流異步電動機(jī)的工作原理是由于定子繞組在接通電源后，建立旋轉(zhuǎn)磁場，依靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢并產(chǎn)建立旋轉(zhuǎn)磁場，依靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生電流這樣轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從生電流這樣轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量變換。而實現(xiàn)能量變換。由于轉(zhuǎn)子中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，因此異步電動機(jī)又稱為由于轉(zhuǎn)子中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，因此異步電動機(jī)

8、又稱為感應(yīng)電動機(jī)。感應(yīng)電動機(jī)。異步電動機(jī)的工作原理異步電動機(jī)的工作原理對于異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即對于異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速，因為如果兩者相同，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和旋轉(zhuǎn)磁場間相對同步轉(zhuǎn)速，因為如果兩者相同，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和旋轉(zhuǎn)磁場間相對靜止，轉(zhuǎn)子就不會切割磁力線，導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢為零，因而靜止，轉(zhuǎn)子就不會切割磁力線，導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢為零，因而就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)11異步電動機(jī)的定子通以三相交變的電流后，定子將產(chǎn)生旋異步電動機(jī)的定子通以三相交變的電流后，定子將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場以同步轉(zhuǎn)速

9、轉(zhuǎn)磁場，該磁場以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)。電機(jī)轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。電機(jī)轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速 n 總總是小于同步轉(zhuǎn)速。兩者的差值叫是小于同步轉(zhuǎn)速。兩者的差值叫轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差。同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率pnfn1060 f1-定子供電電源頻率，定子供電電源頻率，Hz np-電機(jī)極對數(shù)電機(jī)極對數(shù)同步轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速的比值叫同步轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速的比值叫轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。00nnns交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)12主磁通和定子感應(yīng)電動勢主磁通和定子感應(yīng)電動勢主磁通是通過氣隙并同時與定、轉(zhuǎn)子繞組相交鏈的磁通，主磁通是通過氣隙并同時與定、轉(zhuǎn)子繞組相交鏈的磁通，它經(jīng)過的磁路它經(jīng)

10、過的磁路( (稱為主磁路稱為主磁路) )包括氣隙、定子齒、定子軛、轉(zhuǎn)子包括氣隙、定子齒、定子軛、轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子軛等五部分感應(yīng)電機(jī)中主磁通所經(jīng)過的磁路如下頁齒、轉(zhuǎn)子軛等五部分感應(yīng)電機(jī)中主磁通所經(jīng)過的磁路如下頁圖所示。圖所示。氣隙中的主磁場以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，主磁通氣隙中的主磁場以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，主磁通 m 將在定將在定子每相繞組中感生電動勢有效值子每相繞組中感生電動勢有效值 Es。 N1- N1-定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù) kw1-kw1-與繞組有關(guān)的常數(shù)與繞組有關(guān)的常數(shù)11144. 4wmskNfE交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)13感應(yīng)電機(jī)中主磁通所經(jīng)過的磁路感應(yīng)電機(jī)

11、中主磁通所經(jīng)過的磁路交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)141 1）等效電路）等效電路 根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個假定條件下：根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個假定條件下：(1) (1) 忽略空間忽略空間和時間諧波；和時間諧波； (2)(2)忽略磁飽和；忽略磁飽和； (3)(3)忽略鐵損。則異步電機(jī)的忽略鐵損。則異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路如下所示穩(wěn)態(tài)等效電路如下所示：異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路 Us1RsLlsLlrLmRr /sIsI0IrRmEg1.1.3 1.1.3 異步電動機(jī)的等效電路、功率及轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)的等效電路、功率及轉(zhuǎn)矩交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)15 參數(shù)定義參

12、數(shù)定義 Rs、Rr 定子每相電阻和折合到定子側(cè)的定子每相電阻和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相電阻；轉(zhuǎn)子每相電阻； Lls、Llr 定子每相漏感和折合到定子側(cè)的定子每相漏感和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相漏感；轉(zhuǎn)子每相漏感； Lm定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的 等效電感，即勵磁電感；等效電感，即勵磁電感； Us、 1 定子相電壓和供電角頻率；定子相電壓和供電角頻率； s 轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。該等效電路可用于分析異步電動機(jī)的機(jī)械特性。該等效電路可用于分析異步電動機(jī)的機(jī)械特性。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)16 感應(yīng)電動機(jī)從電源輸入的電功率：感應(yīng)電動機(jī)從電源輸入的電功率：

13、m1是電機(jī)的相數(shù)。是電機(jī)的相數(shù)。 消耗于定子繞組的電阻而變成銅耗：消耗于定子繞組的電阻而變成銅耗： 消耗于定子鐵心變?yōu)殍F耗消耗于定子鐵心變?yōu)殍F耗( (忽略忽略) )： 從定子通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率：從定子通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率： mFeRImp2012 2）異步電動機(jī)的功率方程，電磁功率和轉(zhuǎn)差功率）異步電動機(jī)的功率方程，電磁功率和轉(zhuǎn)差功率FecueppPP11sssIUmPcos11sscuRImp211sRImIEmPrrrge2 121cos交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)17轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率功率方程為：eFecuPppP11PpPcue2JpPP2其中其中2Cu

14、espsPP2 12rrescuRImsPPperrPsRssImP)1 (12 1輸入功率輸入功率電磁功率電磁功率總機(jī)械功率總機(jī)械功率總機(jī)械功率總機(jī)械功率轉(zhuǎn)子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗其中其中p pJ J 為機(jī)械損耗和附加損耗功率。為機(jī)械損耗和附加損耗功率。 P P2 2為實際輸出機(jī)械功率。為實際輸出機(jī)械功率。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)18異步電動機(jī)的功率流程圖異步電動機(jī)的功率流程圖 輸入功率輸入功率P1電磁功率電磁功率Pe=P1- P1機(jī)械功機(jī)械功率率 PP =（1-S ）Pe 機(jī)械和機(jī)械和附加損附加損耗耗 PJ定子銅定子銅損和鐵損和鐵損損 P1轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率PS= S Pe輸出功

15、輸出功率率 P2交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)193） 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程總電磁轉(zhuǎn)矩：總電磁轉(zhuǎn)矩：mePT2cosrmTeICT20TTTemPT22實際輸出轉(zhuǎn)矩：實際輸出轉(zhuǎn)矩：式中式中C CT T為轉(zhuǎn)矩系數(shù)。為轉(zhuǎn)矩系數(shù)。總機(jī)械功率總機(jī)械功率交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)20理想空載點理想空載點: :圖中的圖中的E E點，在點，在這點上，電動機(jī)以同步轉(zhuǎn)這點上，電動機(jī)以同步轉(zhuǎn)速速n n0 0運(yùn)行運(yùn)行 (s(s0)0)，其電磁，其電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T T0 0。1.1.4 1.1.4 異步電動機(jī)的機(jī)械特性異步電動機(jī)的機(jī)械特性機(jī)械特性：機(jī)械特性：是指電

16、動機(jī)在運(yùn)是指電動機(jī)在運(yùn)行時，其轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩行時，其轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。即即: :n nf f ( (T T ) )異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)21臨界點：臨界點：臨界點臨界點K K是一個非常重要的點，它是機(jī)械特性穩(wěn)定運(yùn)是一個非常重要的點，它是機(jī)械特性穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)和非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)的分界點。行區(qū)和非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)的分界點。 起動點：起動點：圖中的圖中的S S點，在起動點，在起動點上，電動機(jī)已接通電源，點上，電動機(jī)已接通電源，但尚未起動。對應(yīng)這一點的但尚未起動。對應(yīng)這一點的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n0 (s0 (s1)1)，電磁轉(zhuǎn)矩，

17、電磁轉(zhuǎn)矩稱起動轉(zhuǎn)矩稱起動轉(zhuǎn)矩T Tstst。異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)221.1.5 1.1.5 異步電動機(jī)的運(yùn)行異步電動機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行時的機(jī)械特性曲線穩(wěn)定運(yùn)行時的機(jī)械特性曲線(1) (1) 電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài): : 當(dāng)電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時當(dāng)電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時 T T = = T TL L(2) (2) 電動機(jī)工作點的動態(tài)調(diào)電動機(jī)工作點的動態(tài)調(diào)整過程整過程: :由于負(fù)載波動使負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大為由于負(fù)載波動使負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大為T TL L。此時電磁轉(zhuǎn)矩。此時電磁轉(zhuǎn)矩T TT TL L，電動機(jī)將減速。轉(zhuǎn)速的下降又使電動機(jī)的電

18、磁轉(zhuǎn)矩增，電動機(jī)將減速。轉(zhuǎn)速的下降又使電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增大，當(dāng)大，當(dāng)T T = = T TL L時，轉(zhuǎn)速不再下降，電動機(jī)在圖中的時，轉(zhuǎn)速不再下降，電動機(jī)在圖中的C C點穩(wěn)定點穩(wěn)定運(yùn)行，即運(yùn)行，即 T T T TL Ln nT TT T = = T TL L交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)23(3) (3) 異步電動機(jī)的起動異步電動機(jī)的起動 電動機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，叫做起動電動機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，叫做起動過程。電動機(jī)起動時起動電流很大，可以達(dá)到額定電流的過程。電動機(jī)起動時起動電流很大，可以達(dá)到額定電流的5 57 7倍，而起動轉(zhuǎn)矩倍，而起動轉(zhuǎn)矩T

19、Tstst卻并不很大，一般卻并不很大，一般T Tstst (1.8(1.82)2)T TN N。(4) (4) 異步電動機(jī)的制動異步電動機(jī)的制動 電動機(jī)在工作過程中，如電磁轉(zhuǎn)矩方向和轉(zhuǎn)子的實際旋轉(zhuǎn)電動機(jī)在工作過程中，如電磁轉(zhuǎn)矩方向和轉(zhuǎn)子的實際旋轉(zhuǎn)方向相反，就稱作制動狀態(tài)。制動有再生制動、直流制動和反方向相反，就稱作制動狀態(tài)。制動有再生制動、直流制動和反接制動。接制動。 再生制動再生制動: :當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n n 超過旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n n0 0 ，此時旋，此時旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組的方向與電動狀態(tài)時轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組的方向與電動狀態(tài)時相反相反，電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩T T 就就

20、變成了制動轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩 。實例有：起重機(jī)械在重物下降時，重物的。實例有：起重機(jī)械在重物下降時，重物的重力加速度可能使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速重力加速度可能使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速 。 直流制動直流制動: :直流制動也叫能耗制動，是在定子繞組中通入直流制動也叫能耗制動，是在定子繞組中通入直流電流，使電動機(jī)產(chǎn)生一個制動轉(zhuǎn)矩。直流電流，使電動機(jī)產(chǎn)生一個制動轉(zhuǎn)矩。 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)241.2.1 1.2.1 交流電動機(jī)調(diào)速的概念交流電動機(jī)調(diào)速的概念 LminLmaxLnn%10000nnnN調(diào)速：調(diào)速：是在負(fù)載沒有改變的情況下，根據(jù)生產(chǎn)過程需要人為地強(qiáng)是在負(fù)載沒有

21、改變的情況下，根據(jù)生產(chǎn)過程需要人為地強(qiáng)制性地改變拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。制性地改變拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。 速度改變速度改變：是由于負(fù)載變化而引起拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速改變。：是由于負(fù)載變化而引起拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速改變。 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：指電動機(jī)在額定負(fù)載時所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速指電動機(jī)在額定負(fù)載時所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速n nLmaxLmax與與最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速n nLminLmin之比，即之比，即調(diào)速的平滑性：調(diào)速的平滑性：是指相鄰兩級轉(zhuǎn)速的接近程度。是指相鄰兩級轉(zhuǎn)速的接近程度。 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 靜態(tài)特性靜態(tài)特性：主要是指調(diào)速后機(jī)械特性的硬度。工程上常用靜：主要是指調(diào)速后機(jī)械特性的硬度。工程上常用靜差度差度來表示。來表示

22、。 動態(tài)特性：動態(tài)特性：指過渡過程中的性能。指過渡過程中的性能。1.2 交流調(diào)速原理及分類交流調(diào)速原理及分類交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)25(1) (1) 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式 (r/min)(r/min)1(601snfnp調(diào)轉(zhuǎn)差率調(diào)轉(zhuǎn)差率s s 效率最差的調(diào)速方法，但是技術(shù)簡單。效率最差的調(diào)速方法，但是技術(shù)簡單?？梢?，異步電機(jī)有三種調(diào)速方法：可見，異步電機(jī)有三種調(diào)速方法：調(diào)定子供電頻率調(diào)定子供電頻率f f1 1 可以在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)、平滑、可以在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)、平滑、高效率地調(diào)速，是最有效的調(diào)速方法。高效率地調(diào)速，是最有效的調(diào)速方法。調(diào)極對數(shù)調(diào)極對

23、數(shù)n np p 可以在二種或三種速度之間切換可以在二種或三種速度之間切換, ,調(diào)速調(diào)速不平滑，但高效率。不平滑，但高效率。1.2.2 1.2.2 異步電動機(jī)的調(diào)速方法異步電動機(jī)的調(diào)速方法交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)26(2) (2) 常見的交流調(diào)速方法有：常見的交流調(diào)速方法有： 降電壓調(diào)速降電壓調(diào)速( (變壓調(diào)速）；變壓調(diào)速）； 轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速； 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速； 繞線電機(jī)串級調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速；繞線電機(jī)串級調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速； 變極對數(shù)調(diào)速；變極對數(shù)調(diào)速； 變壓變頻調(diào)速等等。變壓變頻調(diào)速等等。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)27

24、PmPsPmech 按照交流異步電機(jī)的原理，按照交流異步電機(jī)的原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率電磁功率可分成兩部分：一部分是拖可分成兩部分：一部分是拖動負(fù)載的有效功率，稱作動負(fù)載的有效功率，稱作機(jī)機(jī)械功率械功率；另一部分是傳輸給；另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)差率差率 s s 成正比。成正比。電磁功率：電磁功率：Pe = P+ Ps 總機(jī)械功率：總機(jī)械功率：P = (1 s) Pe 轉(zhuǎn)差功率：轉(zhuǎn)差功率：Ps = sPe 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)28 從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是消耗掉還是得到回從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功

25、率是消耗掉還是得到回收，是評價調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點出發(fā)，可以把收，是評價調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點出發(fā)，可以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類 。(a) (a) 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，如全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，如降電降電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速都屬于這一類。都屬于這一類。這類系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時效率越低，它是以增這類系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時效率越低，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）。加轉(zhuǎn)

26、差功率的消耗來換取轉(zhuǎn)速的降低的（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時）?？墒沁@類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)可是這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價值。用價值。(b) (b) 轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)差功率回饋型調(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，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，串級調(diào)速串級調(diào)速方法屬于這一類。這類系統(tǒng)的效率較高，但要增加方法屬于這一類。這類系統(tǒng)的效率較高，但要增加一些設(shè)備。一些設(shè)備。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)

27、術(shù)29 (c) (c) 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)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。如高低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高。如變極對數(shù)調(diào)速、變極對數(shù)調(diào)速、變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速兩種調(diào)速方法屬于此類。其中變極對數(shù)調(diào)速是兩種調(diào)速方法屬于此類。其中變極對數(shù)調(diào)速是有級的，應(yīng)用場合有限。只有變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以有級的，應(yīng)用場合有限。只有變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速；但在定子構(gòu)成高動態(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

28、動機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，電路中須配備與電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，設(shè)備成本最高。設(shè)備成本最高。 目前，交流變壓變頻調(diào)速應(yīng)用越來越廣泛，因此我們開目前，交流變壓變頻調(diào)速應(yīng)用越來越廣泛，因此我們開始本門課程。始本門課程。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)301.2.31.2.3同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本類型同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的基本類型 同步電動機(jī)沒有轉(zhuǎn)差，也就沒有轉(zhuǎn)差功率，所以同步電動同步電動機(jī)沒有轉(zhuǎn)差，也就沒有轉(zhuǎn)差功率，所以同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是轉(zhuǎn)差功率不變型的，而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的極對機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是轉(zhuǎn)差功率不變型的，而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的極對數(shù)又是固定的，因此只能靠數(shù)

29、又是固定的，因此只能靠變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速。按頻率控制方法分類：按頻率控制方法分類：他控變頻調(diào)速和自控變頻調(diào)速。他控變頻調(diào)速和自控變頻調(diào)速。他控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)：他控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)：用獨立的變壓變頻裝置給同步電用獨立的變壓變頻裝置給同步電機(jī)供電的系統(tǒng)叫他控變頻調(diào)速系統(tǒng)。機(jī)供電的系統(tǒng)叫他控變頻調(diào)速系統(tǒng)。自控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)：自控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)：用電動機(jī)本身軸上所帶轉(zhuǎn)子位置用電動機(jī)本身軸上所帶轉(zhuǎn)子位置檢測器或電動機(jī)反電動勢波形提供的轉(zhuǎn)子位置信號來控制變壓檢測器或電動機(jī)反電動勢波形提供的轉(zhuǎn)子位置信號來控制變壓變頻裝置換相時刻的系統(tǒng)叫自控變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻裝置換相時刻的系統(tǒng)叫自

30、控變頻調(diào)速系統(tǒng)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)311.3.1 運(yùn)動控制系統(tǒng)概述運(yùn)動控制系統(tǒng)概述運(yùn)動控制系統(tǒng)：運(yùn)動控制系統(tǒng)：是以機(jī)械運(yùn)動的驅(qū)動設(shè)備電動機(jī)為被控是以機(jī)械運(yùn)動的驅(qū)動設(shè)備電動機(jī)為被控對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動控制理論指導(dǎo)下組成的電力傳動自動控制系統(tǒng)。構(gòu)，在自動控制理論指導(dǎo)下組成的電力傳動自動控制系統(tǒng)。電機(jī)消耗電機(jī)消耗5050電能電能功能：功能：控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實現(xiàn)運(yùn)動機(jī)械的運(yùn)動控制。能，實現(xiàn)運(yùn)動機(jī)械的運(yùn)動

31、控制。分類種類繁多分類種類繁多，只列三種，其它如開環(huán)，單閉環(huán)，雙閉環(huán)等。，只列三種，其它如開環(huán)，單閉環(huán)，雙閉環(huán)等。(a)(a)按被控物理量分：調(diào)速系統(tǒng)，位置隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）。按被控物理量分：調(diào)速系統(tǒng)，位置隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）。(b)(b)按電機(jī)類型分：按電機(jī)類型分：直流傳動系統(tǒng)和交流傳動系統(tǒng)。直流傳動系統(tǒng)和交流傳動系統(tǒng)。(c)(c)按控制器類型分：模擬控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。按控制器類型分：模擬控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。1.3 交流調(diào)速的發(fā)展及其特點交流調(diào)速的發(fā)展及其特點交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)32運(yùn)動控制系統(tǒng)的發(fā)展過程運(yùn)動控制系統(tǒng)的發(fā)展過程 交、直流兩種電氣傳動系統(tǒng)并

32、存于各個工業(yè)領(lǐng)域，相互交、直流兩種電氣傳動系統(tǒng)并存于各個工業(yè)領(lǐng)域，相互競爭、相互促進(jìn)、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展不斷完善和發(fā)展。競爭、相互促進(jìn)、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展不斷完善和發(fā)展。(1) (1) 直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展世紀(jì)年代起開始使用直流調(diào)速系統(tǒng)。由最早的旋轉(zhuǎn)世紀(jì)年代起開始使用直流調(diào)速系統(tǒng)。由最早的旋轉(zhuǎn)交流機(jī)組控制發(fā)展為放大機(jī)，磁放大器控制，再進(jìn)一步用晶交流機(jī)組控制發(fā)展為放大機(jī)，磁放大器控制，再進(jìn)一步用晶閘管變流裝置實現(xiàn)直流調(diào)速，后來用可控整流和大功率晶體閘管變流裝置實現(xiàn)直流調(diào)速，后來用可控整流和大功率晶體管組成的管組成的PWMPWM控制電路實現(xiàn)數(shù)字化直流調(diào)速。調(diào)速性能不斷控制電路實

33、現(xiàn)數(shù)字化直流調(diào)速。調(diào)速性能不斷提高。提高。( () ) 交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展18201820年，年， 奧斯特發(fā)現(xiàn)，安培總結(jié)了電流在磁場中產(chǎn)生機(jī)械奧斯特發(fā)現(xiàn)，安培總結(jié)了電流在磁場中產(chǎn)生機(jī)械力力-電動機(jī)。電動機(jī)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)33(2) (2) 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)）交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)）18311831年法拉第提出電磁感應(yīng)定律年法拉第提出電磁感應(yīng)定律-發(fā)電機(jī)。在發(fā)電機(jī)。在1919世紀(jì)世紀(jì)8080年代以前，只有直流電力拖動。由于直流電在當(dāng)時的條件下，年代以前，只有直流電力拖動。由于直流電在當(dāng)時的條件下，不宜于遠(yuǎn)距離傳輸，所以，工業(yè)動力主要為蒸汽機(jī)和水

34、輪機(jī)。不宜于遠(yuǎn)距離傳輸，所以，工業(yè)動力主要為蒸汽機(jī)和水輪機(jī)。18881888年，多利沃年，多利沃-多勃羅沃爾斯基提出三相電制和三相異步多勃羅沃爾斯基提出三相電制和三相異步電動機(jī)，奠定了交流電動機(jī)在工業(yè)上的應(yīng)用基礎(chǔ)。交流電宜于電動機(jī)，奠定了交流電動機(jī)在工業(yè)上的應(yīng)用基礎(chǔ)。交流電宜于遠(yuǎn)距離傳輸，使交流電機(jī)迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。遠(yuǎn)距離傳輸，使交流電機(jī)迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在在2020世紀(jì)上半葉：鑒于直流拖動具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能世紀(jì)上半葉：鑒于直流拖動具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動都采用直流電機(jī)，而約占電力拖動總?cè)萘靠烧{(diào)速拖動都采用直流電機(jī)，而約占電力拖動總?cè)萘?0%80%以

35、上以上的不變速拖動系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。但交流調(diào)速系統(tǒng)性能卻始的不變速拖動系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。但交流調(diào)速系統(tǒng)性能卻始終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)34(2) (2) 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)）交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)）2020世紀(jì)世紀(jì)60607070年代后：隨著電力電子技術(shù)和年代后：隨著電力電子技術(shù)和PWMPWM技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展，使得采用電力電子變換器的交流拖動系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是使得采用電力電子變換器的交流拖動系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路和計算機(jī)控制的出現(xiàn)，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)大規(guī)模集成電路和計算機(jī)控制的出現(xiàn)，高性能交流

36、調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生，一直被認(rèn)為是天經(jīng)地義的交直流拖動按調(diào)速性便應(yīng)運(yùn)而生，一直被認(rèn)為是天經(jīng)地義的交直流拖動按調(diào)速性能分工的格局終于被打破了。能分工的格局終于被打破了。矢量控制理論的誕生和發(fā)展奠定了現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)高性能矢量控制理論的誕生和發(fā)展奠定了現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)高性能化的基礎(chǔ)?；幕A(chǔ)。19711971年德國學(xué)者提出交流電機(jī)的矢量控制理論年德國學(xué)者提出交流電機(jī)的矢量控制理論（Vector Control)Vector Control)、2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中期德國學(xué)者提出直接年代中期德國學(xué)者提出直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control)(Direct Torqu

37、e Control)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)35(1) (1) 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成1.3.2 1.3.2 交流調(diào)速系統(tǒng)的組成及特點交流調(diào)速系統(tǒng)的組成及特點電力電子變換器：完成電力電子變換器：完成ACACDCDCACAC或或ACACACAC變換。變換?？刂破鳎ㄑb置）：控制器（裝置）：DSPDSP或單片機(jī)等或單片機(jī)等傳感器：檢測電壓、電流和轉(zhuǎn)速等。傳感器：檢測電壓、電流和轉(zhuǎn)速等。功率變換器與控制器及傳感器集中于一體，稱為功率變換器與控制器及傳感器集中于一體，稱為變頻器（變變頻器（變頻調(diào)速裝置）頻調(diào)速裝置）?，F(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)組成框圖現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)組成框圖控制器控制器電力電

38、子功電力電子功率變換器率變換器傳感器傳感器交流交流電動機(jī)電動機(jī)電源電源BRT變頻器變頻器交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)36直流電機(jī)具有電刷和換相器，必須經(jīng)常檢查維修、換向火花直流電機(jī)具有電刷和換相器，必須經(jīng)常檢查維修、換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制、以及換向能力限制了直流使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限制、以及換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度。交流調(diào)速系統(tǒng)具有如下特點：電機(jī)的容量和速度。交流調(diào)速系統(tǒng)具有如下特點：(a)(a)容量大；直流機(jī)容量大；直流機(jī)12-14MW,12-14MW,交流機(jī)數(shù)十交流機(jī)數(shù)十MWMW(b)(b)轉(zhuǎn)速高且耐壓；直流電機(jī)小于轉(zhuǎn)速高且耐壓；直流電機(jī)小于1

39、0000rpm,10000rpm,交流數(shù)萬交流數(shù)萬rpmrpm耐壓直流機(jī)耐壓直流機(jī)1000V,1000V,交流機(jī)交流機(jī)6-10KV6-10KV(c)(c)交流電機(jī)體積、重量、價格比同等容量的直流電機(jī)小，交流電機(jī)體積、重量、價格比同等容量的直流電機(jī)小，且結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)可靠、慣性??；且結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)可靠、慣性??；(d)(d)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，堅固耐用，可在十分惡劣環(huán)境下使用；環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，堅固耐用，可在十分惡劣環(huán)境下使用；(e)(e)交流調(diào)速系統(tǒng)能顯著地節(jié)能。如一套交流調(diào)速系統(tǒng)能顯著地節(jié)能。如一套2050mm2050mm的熱連軋板的熱連軋板機(jī)，精軋采用變頻調(diào)速后比直流傳動節(jié)電機(jī)，精軋采用變頻調(diào)速后比直

40、流傳動節(jié)電11501150萬萬kw.hkw.h/ /年。年。因此交流傳動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計，在因此交流傳動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計，在20012001年世界可調(diào)電年世界可調(diào)電氣傳動產(chǎn)品中，交流傳動占?xì)鈧鲃赢a(chǎn)品中，交流傳動占 2/32/3。(2) (2) 交流調(diào)速系統(tǒng)的特點交流調(diào)速系統(tǒng)的特點交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)371.3.3 交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 （1 1）風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)耗能占工業(yè)用電的）風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)耗能占工業(yè)用電的40%40%，進(jìn)，進(jìn)行變頻、串級調(diào)速，可以節(jié)能。行變頻、串級調(diào)速，可以節(jié)能。 （2 2）對電梯等垂直升降裝置調(diào)速實現(xiàn)無級調(diào)速

41、，運(yùn)）對電梯等垂直升降裝置調(diào)速實現(xiàn)無級調(diào)速，運(yùn)行平穩(wěn)、檔次提高。行平穩(wěn)、檔次提高。 （3 3）紡織、造紙、印刷、煙草等各種生產(chǎn)機(jī)械，采）紡織、造紙、印刷、煙草等各種生產(chǎn)機(jī)械，采用交流無級變速，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。用交流無級變速，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。 （4 4）鋼鐵企業(yè)在軋鋼、輸料、通風(fēng)等多種電氣傳動）鋼鐵企業(yè)在軋鋼、輸料、通風(fēng)等多種電氣傳動設(shè)備上使用交流變頻傳動。設(shè)備上使用交流變頻傳動。 （5 5）有色冶金行業(yè)如冶煉廠對回轉(zhuǎn)爐、培燒爐、球）有色冶金行業(yè)如冶煉廠對回轉(zhuǎn)爐、培燒爐、球磨機(jī)、給料等進(jìn)行變頻無級調(diào)速控制。磨機(jī)、給料等進(jìn)行變頻無級調(diào)速控制。 （6 6）油田利用變頻器拖動輸油泵控制輸油

42、管線輸油。）油田利用變頻器拖動輸油泵控制輸油管線輸油。此外，在煉油行業(yè)變頻器還被應(yīng)用于鍋爐引風(fēng)、送風(fēng)、此外，在煉油行業(yè)變頻器還被應(yīng)用于鍋爐引風(fēng)、送風(fēng)、輸煤等控制系統(tǒng)。輸煤等控制系統(tǒng)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)38 （7 7）變頻器用于供水企業(yè)、高層建筑的恒壓供水。）變頻器用于供水企業(yè)、高層建筑的恒壓供水。 （8 8）變頻器在食品、飲料、包裝生產(chǎn)線上被廣泛使用，）變頻器在食品、飲料、包裝生產(chǎn)線上被廣泛使用，提高調(diào)速性能和產(chǎn)品質(zhì)量。提高調(diào)速性能和產(chǎn)品質(zhì)量。 （9 9）變頻器在建材、陶瓷行業(yè)也獲得大量應(yīng)用。如水）變頻器在建材、陶瓷行業(yè)也獲得大量應(yīng)用。如水泥廠的回轉(zhuǎn)窯、給料機(jī)、風(fēng)機(jī)

43、均可采用交流無級變速。泥廠的回轉(zhuǎn)窯、給料機(jī)、風(fēng)機(jī)均可采用交流無級變速。 （1010）機(jī)械行業(yè)。是企業(yè)最多、分布最廣的基礎(chǔ)行業(yè)。）機(jī)械行業(yè)。是企業(yè)最多、分布最廣的基礎(chǔ)行業(yè)。從電線電纜的制造到數(shù)控機(jī)床的制造。電線電纜的拉制需從電線電纜的制造到數(shù)控機(jī)床的制造。電線電纜的拉制需要大量的交流調(diào)速系統(tǒng)。一臺高檔數(shù)控機(jī)床上就需要多臺要大量的交流調(diào)速系統(tǒng)。一臺高檔數(shù)控機(jī)床上就需要多臺交流調(diào)速甚至精確定位傳動系統(tǒng)，主軸一般采用變頻器調(diào)交流調(diào)速甚至精確定位傳動系統(tǒng)，主軸一般采用變頻器調(diào)速（只調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速）或交流伺服主軸系統(tǒng)（既無級變速又使速（只調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速）或交流伺服主軸系統(tǒng)（既無級變速又使刀具準(zhǔn)確定位停止），各伺服軸均

44、使用交流伺服系統(tǒng)，各刀具準(zhǔn)確定位停止），各伺服軸均使用交流伺服系統(tǒng)，各軸聯(lián)動完成指定坐標(biāo)位置移動。軸聯(lián)動完成指定坐標(biāo)位置移動。 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)391.3.4 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢交流調(diào)速取代直流調(diào)速已是不爭的事實，當(dāng)前交流調(diào)速系統(tǒng)正朝交流調(diào)速取代直流調(diào)速已是不爭的事實，當(dāng)前交流調(diào)速系統(tǒng)正朝著高電壓、大容量、高性能、高效率、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化的方著高電壓、大容量、高性能、高效率、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展向發(fā)展。(1)(1)高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與技術(shù)開發(fā)：將先進(jìn)的控高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與技術(shù)開發(fā)：將先進(jìn)的控制策略應(yīng)用到交流調(diào)速

45、系統(tǒng)中，提高直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)中低制策略應(yīng)用到交流調(diào)速系統(tǒng)中，提高直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)中低速時的控制性能等；速時的控制性能等；(2)(2)新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率變換器的研究與技術(shù)開發(fā)：提高變頻器輸新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率變換器的研究與技術(shù)開發(fā)：提高變頻器輸出效率，降低開關(guān)損耗（零關(guān)斷技術(shù)），抑制高頻、大功率出效率，降低開關(guān)損耗（零關(guān)斷技術(shù)），抑制高頻、大功率變頻器的電磁干擾；變頻器的電磁干擾；(3)(3)PWMPWM模式的改進(jìn)與優(yōu)化研究：如多電平中壓變頻器控制模式；模式的改進(jìn)與優(yōu)化研究：如多電平中壓變頻器控制模式；(4)(4)中壓變頻裝置的研究與開發(fā)：中壓變頻裝置的研究與開發(fā)：1-10kV1-10kV電壓，電壓，

46、300kW300kW以上功率。以上功率。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)401.41.4異步電動機(jī)變壓調(diào)速原理簡介異步電動機(jī)變壓調(diào)速原理簡介1.4.1 1.4.1 異步電動機(jī)變壓調(diào)速原理異步電動機(jī)變壓調(diào)速原理(2) (2) 調(diào)壓調(diào)速原理（理論依據(jù)）調(diào)壓調(diào)速原理（理論依據(jù)）由電力拖動原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的參數(shù)不變時，在由電力拖動原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的參數(shù)不變時，在相同的轉(zhuǎn)速下，相同的轉(zhuǎn)速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此，改，因此，改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，

47、從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。( () ) 調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的概念的概念所謂調(diào)壓調(diào)速，就是通過改變定子外加電壓來改變電磁轉(zhuǎn)矩，所謂調(diào)壓調(diào)速，就是通過改變定子外加電壓來改變電磁轉(zhuǎn)矩，從而在一定的輸出轉(zhuǎn)矩下達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。從而在一定的輸出轉(zhuǎn)矩下達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)411.4.2 異步電動機(jī)變壓調(diào)速電路異步電動機(jī)變壓調(diào)速電路(1)(1)傳統(tǒng)調(diào)壓器調(diào)壓傳統(tǒng)調(diào)壓器調(diào)壓自耦變壓器調(diào)速自耦變壓器調(diào)速(2)(2)飽和電抗器調(diào)壓飽和電抗器調(diào)壓飽和電抗器是帶有直流勵磁繞組的交流電抗器。改變直流勵飽和電抗器是帶有直流勵磁繞

48、組的交流電抗器。改變直流勵磁電流可以改變交流電抗值。磁電流可以改變交流電抗值。電機(jī)定子繞組與電抗器串聯(lián)電機(jī)定子繞組與電抗器串聯(lián)連連接，電抗值改變，其電壓也隨之改變，從而電機(jī)的定子電壓接，電抗值改變，其電壓也隨之改變，從而電機(jī)的定子電壓也改變，實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速。也改變，實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速。(3)(3)晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)壓晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)壓交流調(diào)壓器一般用三對晶閘管反并聯(lián)或三個雙向晶閘管分別交流調(diào)壓器一般用三對晶閘管反并聯(lián)或三個雙向晶閘管分別串接在三相電路中，主電路接法有多種方案，用相位控制或串接在三相電路中，主電路接法有多種方案，用相位控制或開關(guān)控制（周期）方式改變輸出電壓。開關(guān)控制（周期）方式改變輸出

49、電壓。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)42晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)壓結(jié)論：晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)壓結(jié)論：1) 由于至少有正、反向各一只晶閘管導(dǎo)通，才能形成通路，由于至少有正、反向各一只晶閘管導(dǎo)通，才能形成通路，因此，需采用大于因此，需采用大于600的寬脈沖（或雙窄脈沖）。的寬脈沖（或雙窄脈沖）。2) 單相電阻負(fù)載的移相范圍是單相電阻負(fù)載的移相范圍是 1500, 0度時輸出電壓最大度時輸出電壓最大3)單相單相 RL 負(fù)載的移相范圍是：負(fù)載的移相范圍是： 1800。 4)三相三相 RL 負(fù)載的移相范圍是：負(fù)載的移相范圍是： 1500 。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)43Y Y形

50、接法的晶閘管三相交流調(diào)壓器形接法的晶閘管三相交流調(diào)壓器0負(fù)載abca)uaubuciaUa0VT1VT2VT3輸入是正弦波，輸出是交流電壓，不是正弦波，諧波分量較大交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)44形接法形接法的晶閘管三相交流調(diào)壓器的晶閘管三相交流調(diào)壓器負(fù)載b)abcuaubucia交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)45 利用晶閘管交流調(diào)壓利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速器變壓調(diào)速 TVCTVC雙向晶閘管交雙向晶閘管交流調(diào)壓器流調(diào)壓器 利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速利用晶閘管交流調(diào)壓器變壓調(diào)速 M3TVC交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)46控制方式控制方式T

51、VCTVC的變壓控制方式的變壓控制方式交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)47電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：采用晶閘管反并聯(lián)采用晶閘管反并聯(lián)供電方式，實現(xiàn)異步電動機(jī)可供電方式，實現(xiàn)異步電動機(jī)可逆運(yùn)行和制動運(yùn)行方式。逆運(yùn)行和制動運(yùn)行方式。正轉(zhuǎn)：正轉(zhuǎn)：晶閘管晶閘管1-6工作；工作；反轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：晶閘管晶閘管1,和和7-10工工 作，提供逆相序電源；作，提供逆相序電源；采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動機(jī)可逆和制動電路采用晶閘管反并聯(lián)的異步電動機(jī)可逆和制動電路 可逆和制動控制電路可逆和制動控制電路 制動：制動：根據(jù)制動電路的要求選根據(jù)制動電路的要求選擇某幾個晶閘管不對稱地工作，擇某幾個晶閘管不對稱地工作，例如

52、讓例如讓 1 1，2 2，6 6 三個器件導(dǎo)通，三個器件導(dǎo)通，其余均關(guān)斷，就可使定子繞組其余均關(guān)斷，就可使定子繞組中流過半波直流電流，對旋轉(zhuǎn)中流過半波直流電流，對旋轉(zhuǎn)著的電動機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動作用。著的電動機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動作用。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)481.4.3 異步電動機(jī)改變電壓時的機(jī)械特性異步電動機(jī)改變電壓時的機(jī)械特性 根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個假定條件下：根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個假定條件下：(1) (1) 忽略空忽略空間和時間諧波；間和時間諧波； (2)(2)忽略磁飽和；忽略磁飽和； (3)(3)忽略鐵損。則異步電忽略鐵損。則異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路如下所示機(jī)的穩(wěn)態(tài)等

53、效電路如下所示：異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路 Us1RsLlsLlrLmRr /sIsI0Ir交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)49 參數(shù)定義參數(shù)定義 Rs、Rr 定子每相電阻和折合到定子側(cè)的定子每相電阻和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相電阻；轉(zhuǎn)子每相電阻； Lls、Llr 定子每相漏感和折合到定子側(cè)的定子每相漏感和折合到定子側(cè)的 轉(zhuǎn)子每相漏感；轉(zhuǎn)子每相漏感； Lm定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的定子每相繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的 等效電感，即勵磁電感；等效電感，即勵磁電感； Us、 1 定子相電壓和供電角頻率；定子相電壓和供電角頻率； s 轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)

54、50電流公式電流公式由圖可以導(dǎo)出由圖可以導(dǎo)出2lr1ls212r1ssrLCLsRCRUImlsm1ls1s11jj1LLLLRC其中其中當(dāng)勵磁電感大于定子漏感當(dāng)勵磁電感大于定子漏感(L(Lm mLL1s1s) )，即忽略鐵損和勵磁電流，即忽略鐵損和勵磁電流時時, , C C1 1 1 1 交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)51電流公式可簡化成電流公式可簡化成: :2lrls212rssrsLLsRRUII則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為則異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為: :sRIPrrm/32 同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速:令電磁功率令電磁功率:pmn/11pn為極對數(shù)為極對數(shù)2lrls212rs1

55、r2spr2 r1p1mme/33LLsRRsRUnsRInPT交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)52上式就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方程式。上式就是異步電機(jī)的機(jī)械特性方程式。結(jié)論結(jié)論:當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。方成正比。 不同電壓下的機(jī)械特性如下圖所示。不同電壓下的機(jī)械特性如下圖所示。圖圖1-4 異步電動機(jī)在異步電動機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性不同電壓下的機(jī)械特性結(jié)論結(jié)論:變壓調(diào)速適變壓調(diào)速適合于風(fēng)機(jī)類合于風(fēng)機(jī)類負(fù) 載負(fù) 載 , 因 調(diào)因 調(diào)速范圍較大。速范圍較大。Te0nn0TemaxsmTLUsN0.7UsNABC

56、FDE0.5UsN風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性1s交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)53最大轉(zhuǎn)矩公式最大轉(zhuǎn)矩公式: 將式將式Te表達(dá)式對表達(dá)式對s求導(dǎo)，并令求導(dǎo)，并令dTe/ds=0，可求出對應(yīng)于最，可求出對應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩時的靜差率和最大轉(zhuǎn)矩：大轉(zhuǎn)矩時的靜差率和最大轉(zhuǎn)矩：2lrls212srm)(LLRRs2lrls212ss12spmaxe)(23LLRRUnT與定子電壓無關(guān)與定子電壓無關(guān)交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)54 由圖由圖1-4可見，如果帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，則工作點為可見，如果帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，則工作點為D、E、F，調(diào)速范圍較大調(diào)

57、速范圍較大一些。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時，普通籠一些。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時，普通籠型異步電機(jī)變電壓時的穩(wěn)定工作點為型異步電機(jī)變電壓時的穩(wěn)定工作點為 A、B、C，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 s 的變化范圍不超過的變化范圍不超過 0 sm ，調(diào)速范圍有限或很小調(diào)速范圍有限或很小。 如果使電機(jī)運(yùn)行在如果使電機(jī)運(yùn)行在s=sm的低速段的低速段,系統(tǒng)運(yùn)行可能不穩(wěn)系統(tǒng)運(yùn)行可能不穩(wěn)定，另外轉(zhuǎn)速降低后，定，另外轉(zhuǎn)速降低后，s將增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)差功率增大，轉(zhuǎn)子將增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)差功率增大，轉(zhuǎn)子電阻降低，引起轉(zhuǎn)子電流增大，因過熱而損壞電機(jī)。電阻降低，引起轉(zhuǎn)子電流增大，因過熱而損壞電機(jī)。 為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在為了能在恒

58、轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電機(jī)能在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過熱，就要求電機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，即籠型轉(zhuǎn)子采用高電阻率材料（用黃銅代替鑄鋁）阻值，即籠型轉(zhuǎn)子采用高電阻率材料（用黃銅代替鑄鋁）這樣的電機(jī)在變電壓時的機(jī)械特性繪于圖這樣的電機(jī)在變電壓時的機(jī)械特性繪于圖1-5。 顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時的變壓調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時的變壓調(diào)速范圍增大了，堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作工作也不致燒壞電機(jī)，這種電機(jī)又稱作交流力矩電機(jī)交流力矩電機(jī)。交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)55 交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性

59、UsN0.7UsNABCTL0.5UsN恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖圖1 1-5 -5 高轉(zhuǎn)子電阻電動機(jī)（交流力矩電動機(jī)）高轉(zhuǎn)子電阻電動機(jī)（交流力矩電動機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性在不同電壓下的機(jī)械特性 n0Te0s,n10交交 流流 變變 頻頻 調(diào)調(diào) 速速 技技 術(shù)術(shù)56 普通異步電機(jī)的變電壓調(diào)速特點（普通異步電機(jī)的變電壓調(diào)速特點（開環(huán)控制）開環(huán)控制）：調(diào)速范圍調(diào)速范圍很窄，機(jī)械特性較硬，低轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)差功率增大，轉(zhuǎn)子電流增很窄，機(jī)械特性較硬，低轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)差功率增大，轉(zhuǎn)子電流增大，電機(jī)可能過熱大，電機(jī)可能過熱高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī)特點（高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電機(jī)特點（開環(huán)控制）開環(huán)控制） ：可以增大調(diào)速范

60、：可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性變軟，當(dāng)負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速靜差率很大（見圖圍，但機(jī)械特性變軟，當(dāng)負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速靜差率很大（見圖1-5），開環(huán)控制很難解決這個矛盾。），開環(huán)控制很難解決這個矛盾。 為解決上述問題為解決上述問題，對于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)速范圍，對于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)速范圍D大于大于2時，在低速時能穩(wěn)定運(yùn)行，具有一定的調(diào)速精度時，在低速時能穩(wěn)定運(yùn)行，具有一定的調(diào)速精度(靜差靜差率低率低)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋的，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)（見圖（見圖1-6a）。）。閉環(huán)控制可以擴(kuò)大調(diào)速范圍閉環(huán)控制可以擴(kuò)大調(diào)速范圍1.4.4 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性閉環(huán)控制