注冊(cè)電氣工程師輔導(dǎo)傳動(dòng)2p

1、17. 電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)（考試大綱）171 熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類(lèi)熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類(lèi)172 了解電動(dòng)機(jī)的選擇了解電動(dòng)機(jī)的選擇173 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)174 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)175 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方法法176 掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法177 熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇178 了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)179 了解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用了

2、解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用1710 了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用1711 熟悉熟悉plc的組成及工作原理的組成及工作原理n0n定子轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)原理圖同步速n0 = 60f/p (f-頻率, p-極對(duì)數(shù))轉(zhuǎn)差率s = ( n0 - n ) / n01742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為因此，交流電動(dòng)機(jī)有以下三種基本調(diào)速方式： 改變極對(duì)數(shù)p； 改變轉(zhuǎn)差率s； 改變供電電源頻率f.1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （1）變

3、極調(diào)速）變極調(diào)速 變換繞組極對(duì)數(shù)的方法有：變換繞組極對(duì)數(shù)的方法有：將將一套繞組中部分線圈一套繞組中部分線圈按一定規(guī)律改接，以改變按一定規(guī)律改接，以改變其電流方向或相號(hào)來(lái)改變極對(duì)數(shù)，常用于倍極比雙其電流方向或相號(hào)來(lái)改變極對(duì)數(shù)，常用于倍極比雙速或三速異步電動(dòng)機(jī)。速或三速異步電動(dòng)機(jī)。在定子上設(shè)置在定子上設(shè)置兩套不同極對(duì)數(shù)的兩套不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組。獨(dú)立繞組。在定子上設(shè)置不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組，且每個(gè)獨(dú)在定子上設(shè)置不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組，且每個(gè)獨(dú)立繞組又有不同的接線組合，適用于三速以上的多立繞組又有不同的接線組合，適用于三速以上的多速電動(dòng)機(jī)。速電動(dòng)機(jī)。1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 .

4、 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （1）變極調(diào)速）變極調(diào)速 單繞組倍極比雙速電動(dòng)機(jī)工作特性序號(hào)極數(shù)（2p）聯(lián)結(jié)方法極數(shù)（2x2p）聯(lián)結(jié)方法轉(zhuǎn)矩比tti功率比ppi特性l2丫丫l0.5恒轉(zhuǎn)矩22丫2丫21恒功率32丫1.7320.866可變轉(zhuǎn)矩42丫2.31.15可變轉(zhuǎn)矩52丫0.5770.288可變轉(zhuǎn)矩ntn 0s=0s=1不串電阻串入電阻串入電阻，斜率變大，轉(zhuǎn)速下調(diào)，s增大最大轉(zhuǎn)矩大小不變，所對(duì)應(yīng)速度降低1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （2）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子電阻斬波調(diào)速的基本電路例題1繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)

5、速，串入電阻為額定電阻的40%。電機(jī)參數(shù)：定子額定電壓380v，轉(zhuǎn)子額定電壓173v，額定轉(zhuǎn)差率0.055，定子額定電流11a，轉(zhuǎn)子額定電流25a。請(qǐng)計(jì)算串入電阻值。計(jì)算：轉(zhuǎn)子額定電阻=173/1.732/25=4串入電阻=4*40%=1.61742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （3）串級(jí)調(diào)速）串級(jí)調(diào)速 機(jī)械回饋式 電回饋式 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （3）串級(jí)調(diào)速）串級(jí)調(diào)速 低同步串級(jí)調(diào)速 超同步串級(jí)調(diào)速 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案

6、交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （4）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速 調(diào)壓調(diào)速原理圖 不同u1時(shí)的機(jī)械特性 ntn 0s=0s=1不降電壓降低電壓降低電壓，斜率變大，轉(zhuǎn)速下調(diào)，s增大最大轉(zhuǎn)矩變小，所對(duì)應(yīng)速度不變1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （4）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速(較高的內(nèi)阻時(shí)）較高的內(nèi)阻時(shí)）具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) a）原理圖 b）閉環(huán)控制特性 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （5）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)由異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和晶閘管

7、勵(lì)磁電源及其控制部分組成。調(diào)節(jié)電磁耦合器的勵(lì)磁 勵(lì)磁sn 電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （5）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī) 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)調(diào)速機(jī)械特性 a）開(kāi)環(huán) b）閉環(huán) 相似有：相似有：液力耦合器調(diào)速液力耦合器調(diào)速：在電機(jī)和負(fù)載之間串接液力耦合器，調(diào)節(jié)液力耦合器的油量來(lái)改變 s 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速 它是利用電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨外加電源頻率而變化的特性，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)供電頻率進(jìn)行調(diào)速的方法。

8、1）靜止變頻電源的直接變頻方式與間接變頻方式 a）間接變頻方式（交-直-交） b）直接變頻方式（交-交） 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速（ fn0n） 1）直接變頻方式與間接變頻方式 交一交變頻與交一直一交變頻的主要特點(diǎn) 比較項(xiàng)目交一交變頻交一直一交變頻換能型式一次換能，效率較高兩次換能，效率略低換流方式電源電壓換流強(qiáng)迫換流或負(fù)載換流裝置器件數(shù)量器件較多，器件利用率較低器件較少，器件利用率較高調(diào)頻范圍最高頻率為電源頻率的 13l2頻率調(diào)節(jié)范圍寬，不受電源頻率限制電網(wǎng)功率因數(shù)較低移相調(diào)壓、低頻低壓時(shí)功率因數(shù)低，用

9、斬波或pwm調(diào)壓，則功率因數(shù)高1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速 2）電壓型變頻調(diào)速與電流型變頻調(diào)速在交-直-交變頻器中，根據(jù)直流側(cè)儲(chǔ)能元件的特點(diǎn)劃分。 電壓型變頻調(diào)速（c為主濾波） 電流型變頻調(diào)速 （l為主濾波）1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速 2）電壓型變頻調(diào)速與電流型變頻調(diào)速 電流型變頻調(diào)速與電壓型變頻調(diào)速的主要特點(diǎn) 比較項(xiàng)目電流型電壓型直流回路濾波環(huán)節(jié)電抗器電容器輸出電壓波形決定于負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，為近似正弦波矩形輸

10、出電流波形矩形決定于逆變器電壓與電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，具有較大的諧波分量輸出動(dòng)態(tài)阻抗大小再生制動(dòng)（發(fā)電制動(dòng)）方便，不需附加設(shè)備需要附加電源側(cè)反并聯(lián)逆變器過(guò)電流及短路保護(hù)容易困難動(dòng)態(tài)特性快較慢，用pwm則快對(duì)晶閘管要求耐壓高，對(duì)關(guān)斷時(shí)間無(wú)嚴(yán)格要求一般耐壓可較低，關(guān)斷時(shí)間要求短線路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單較復(fù)雜適用范圍單機(jī)，多機(jī)多機(jī)，變頻或穩(wěn)頻電源1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速 3）脈沖寬度調(diào)制（pwm ）變頻調(diào)速 在變頻調(diào)速中，整流部分用二極管橋。常采用pwm（pulse width modulation）方法來(lái)改善逆變器輸出波形，

11、該方法需要用開(kāi)關(guān)頻率較高的大功率器件 。 pwm變頻調(diào)速a）pwm變頻器線路 b） pwm波形 例題2變頻調(diào)速的原理是：a改變同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速b保持主磁通不變，進(jìn)行調(diào)速c控制主磁通，實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速d恒功率調(diào)速時(shí)，頻率增大， 主磁通也增大哪個(gè)是不正確答案？答案：d例題3與直流調(diào)速比較，交流變頻調(diào)速的特點(diǎn)是：a不受換向條件的限制，沒(méi)有由于換向器 所帶來(lái)的維修工作量大、事故率高的弊病b容量、電壓、電流、轉(zhuǎn)速的上限， 不象直流電動(dòng)機(jī)那樣受限制c交流電動(dòng)機(jī)體積小、重量輕、飛輪矩小、 單機(jī)容量大、效率高d交流調(diào)速的調(diào)速性能超過(guò)直流調(diào)速哪個(gè)特點(diǎn)使得投資及維護(hù)費(fèi)用大為降低？答案：a，c1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)

12、速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （7）無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速）無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速它是用與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率同步的交流電源來(lái)驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，改變交流電源的頻率和電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速的一種方法。 無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ms一同步電動(dòng)機(jī) ps一位置檢測(cè)器 1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（l）基本控制方式（v/f協(xié)調(diào)控制） 1）當(dāng)ff1n時(shí)保持u1 =u1n 不變這就是恒壓壓/頻頻比的控制方式，是變頻調(diào)速必須遵循的控制原則，簡(jiǎn)稱(chēng)為vvvf（variable voltage variable frequency）。 恒壓

13、頻比控制特性 變頻調(diào)速控制特性 fefwkew1144. 4im0i0變頻調(diào)速的 t f 特性：tff基恒轉(zhuǎn)矩段恒功率段1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（2）異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率協(xié)調(diào)控制下的機(jī)械特性 uf恒定控制時(shí)轉(zhuǎn)矩、 ef恒定控制時(shí)轉(zhuǎn)矩、 定子電流一轉(zhuǎn)速特性 電流轉(zhuǎn)速特性 異步機(jī)異步機(jī) 等效電路及其簡(jiǎn)化等效電路及其簡(jiǎn)化e1 = e2i1r1 jx11ssr2i2jx2 r2i0rmxm+u11742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（2）異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率協(xié)調(diào)控制下的機(jī)械特性 u

14、f、ef恒定控制機(jī)械特性基本上是平行下移的，穩(wěn)態(tài)性能尚可，能滿足一般要求。但因都沒(méi)考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程中m的變化，動(dòng)態(tài)性能較差。ef恒定控制是保證全磁通恒定的控制，其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能可與直流傳動(dòng)的一樣，但線路較復(fù)雜。 ef恒定控制時(shí)的 三種不同的電壓頻率協(xié)調(diào) 機(jī)械特性 控制時(shí)的機(jī)械特性 i恒uf 恒ef 恒e/f 控制 n t01742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（3）脈沖寬度調(diào)制（）脈沖寬度調(diào)制（pwm）控制技術(shù)）控制技術(shù)在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中，通常采用脈寬調(diào)制（pwm）技術(shù)來(lái)改善變頻器的輸出波形，減少高次諧波。1） 單極性與雙極性pwm模式 雙極性

15、pwm模式 單極性pwm模式1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（3）脈沖寬度調(diào)制（）脈沖寬度調(diào)制（pwm）控制技術(shù)）控制技術(shù)在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中，通常采用脈寬調(diào)制（pwm）技術(shù)來(lái)改善變頻器的輸出波形，減少高次諧波。2） pwm的調(diào)制方式分同步式、異步式和分段同步式 三種1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式變頻調(diào)速的控制方式（5）矢量控制與坐標(biāo)變換）矢量控制與坐標(biāo)變換 前兩節(jié)論述的變頻調(diào)速控制方法，基本上解決了異步電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速問(wèn)題，轉(zhuǎn)差頻率控制已起到了直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的作用。但是上述方法的主要問(wèn)題是電壓、電流和頻率等控制量都是標(biāo)量，即只能按電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行控制，不能同時(shí)控制其大小和相對(duì)位置，轉(zhuǎn)矩控制性能較差。要改善轉(zhuǎn)矩控制性能，使系統(tǒng)完全達(dá)到直流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)，必須對(duì)定子電壓或電流實(shí)施矢量控制，既控制大小，又控制方向。由于交流電動(dòng)機(jī)的所有矢量（電壓、電流和磁通等）都在空間以同步速度旋轉(zhuǎn)，它們?cè)诙ㄗ永@組上的物理量都是交流量。因此，控制、計(jì)算十分不便，所以必須設(shè)法變成直流量。 矢量控制的關(guān)鍵在于坐標(biāo)變換