電力電子總結(jié)

半導(dǎo)體器件1．普通晶閘管正反饋導(dǎo)通1）四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，形成三個PN結(jié)2）導(dǎo)通條件：陽極電位>陰極電位門極和觸發(fā)脈沖關(guān)斷方法：加反壓，減小流過電流3）波形系數(shù)：，（I有效值，Id平均值），有效值相等原則4）du/dt過大會導(dǎo)致誤導(dǎo)通。di/dt過大導(dǎo)致G附近局部過熱，損壞2．門極關(guān)斷晶閘管（GTO）1）關(guān)斷：門極反壓，P2區(qū)空穴被吸出，臺式結(jié)構(gòu)，陰極橫向?qū)挾葴p薄，由很多小陰極組成，被網(wǎng)狀門極分割包圍2）關(guān)斷過程過電壓：a：關(guān)斷陽極通態(tài)電流急劇減小，最有效辦法：盡量減少吸收電路的寄生電感，就是說盡量減少二極管和電容與GTO的連線長度。b：直流電源電壓及主電路寄生電感儲存電磁能量對Cs電容過充電產(chǎn)生，最有效辦法：減小主電路寄生電感c：吸收電路VDs在恢復(fù)反向阻斷能力時產(chǎn)生的反向過電壓，電壓變化率大，易損壞GTO。VDS要求快速導(dǎo)通與軟恢復(fù)性，開通時間短有利于減小過電壓U1，軟恢復(fù)有利于減小U3。3）容量大，可關(guān)斷缺點：關(guān)斷時du/dt耐量小；關(guān)斷增益小，對觸發(fā)裝置要求高；冷卻困難。開關(guān)速度慢，損耗大，冷卻成本高；整體效率低價格高，開關(guān)頻率低。3．功率晶體管（BJT）1）雙極性半導(dǎo)體器件，兩個PN結(jié)2）Ucev一次擊穿電壓最大，此種采用較多3）正相二次擊穿（IB>0）常電流瞬間增大；反向二次擊穿（IB<0）常電壓瞬間增大（突然截止，負(fù)載突然斷開）4）安全區(qū)：受Ic限制（一區(qū)）；由耗散功率限制（二區(qū)）；二次擊穿電壓限制（三區(qū)）；一次擊穿電壓限制開通時，增大基極電流dIb/dt，減小開通時間及損耗；關(guān)斷時，增大反向基極電流幅值，減小關(guān)斷時間及損耗，但dIb/dt大了會局部過熱，排不盡載流子；開通后，維持足夠大的積極電流，放退飽和；運行在準(zhǔn)飽和區(qū)最有利。優(yōu)點：耐壓水平高，電流大，導(dǎo)通電壓低缺點：開關(guān)時間長，有二次擊穿，控制功率大。4．功率場效應(yīng)管（MOSFET）1）單極性2）特點：a：高速開關(guān)特性b：沒有二次擊穿現(xiàn)象，可靠性高，工作區(qū)較大；c：器件容易并聯(lián)運行，電導(dǎo)率具有負(fù)溫度系數(shù)，溫度升高電阻增大，可以抑制電流集中d：利用電壓控制開關(guān)，驅(qū)動電流小，驅(qū)動功率小，耐壓水平不易提高e：導(dǎo)通電阻大，電壓降大，損耗大f：存在寄生晶體管有二次擊穿潛在危險5．絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）優(yōu)點：耐壓高，電流大，開關(guān)頻率高，導(dǎo)通電阻小，控制功率小MOS與BJT復(fù)合器件，從集電極側(cè)注入少數(shù)載流子，比MOS多一層P+層。特點：開關(guān)頻率高，比MOSFET低（用于高頻）；導(dǎo)通電壓比MOSFET低；控制極用電壓控制驅(qū)動功率??；安全工作范圍大，沒有二次擊穿現(xiàn)象；容易并聯(lián)，飽和壓降在小電流范圍為負(fù)溫度系數(shù)，大電流為正。整流電路1．單相整流電路1）單相半波整流電路A：不控：Umean=0.45Us（阻性）二極管承受最大反壓UMAXB：可控：Umean=0.225Us（1+cos）（有續(xù)流二極管）2）兩相半波整流電路：A：可控：有續(xù)流二極管Umean=0.45Us（1+cos）感性負(fù)載：Umean=0.9U1cos承受最大反壓為2UMAX3）單相橋式整流：A：不控Umean=0.9U1，承受最大反壓UMAXB：全控：阻性負(fù)載：Umean=0.45U1（1+cos），承受最大反壓同上，，，，功率因數(shù)。為電流畸變因數(shù)感性負(fù)載：Umean=0.9U1cos，承受最大反壓同上反電勢負(fù)載：半控：Umean=0.45U1（1+cos）有續(xù)流二極管阻感：ITmean=IDmean=2．三相整流電路1）半波可控整流（共陰極）Umean=1.17U1cos（感性負(fù)載），承受最大電壓為2）橋式整流不控：Umean=2.34U1，最大電壓同上全控：Umean=2.34U1cos（感性），觸發(fā)脈沖：雙脈沖觸發(fā)，寬脈沖觸發(fā)。阻性負(fù)載：<60時同感性，>60時半控：電流不對稱，含較高諧波成分3．六相整流電路：1）六相半波：，最大反向電壓2Umax，利用率低，含很大三次諧波2）帶平衡電抗器雙反星型接入電抗器目的：減小整流電路環(huán)流，起到平均分配負(fù)載電流的作用（磁勢相互抵消）不控，可控4．變壓器漏抗對整流電路的影響1）換向一次壓降為，一個周期換向K次則再乘以K，以上公式適用于三相半波，三相橋式，兩相半波。單相橋式，可以認(rèn)為K為4，實際是換向是的不同導(dǎo)致的。非單相橋式：單相橋式：有源逆變電路逆變概念串接平波電抗器，以減少諧波影響，保持電流連續(xù)有源逆變條件：a直流側(cè)一定要有一個電流電動勢源，且該電勢極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，數(shù)值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)輸出平均電壓。B要求晶閘管控制角大于90。三相橋式逆變：2．三相有源逆變逆變角，3．三相橋式逆變最大電壓為，最小一般取304．逆變失敗原因及控制角限制1）觸發(fā)電路工作不可靠，如觸發(fā)脈沖丟失，觸發(fā)延時，致使工作失常2）晶閘管發(fā)生故障，在阻斷器件，失去阻斷能力，或?qū)〞r不能導(dǎo)通3）漏感：a能夠限制斷路電流，對減緩晶閘管開通時電流變化率有利；b換向瞬間電壓波形出現(xiàn)一個缺口或尖峰，造成電網(wǎng)波形畸變。4）電壓紋波因數(shù)：，電流紋波因數(shù)：電力電子器件驅(qū)動與緩沖吸收電路觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)信號要求：A觸發(fā)電壓和電流應(yīng)有足夠的幅值，以便使可靠導(dǎo)通。B觸發(fā)信號寬度至少大于開通時間。對于感性負(fù)載要加寬，以免脈沖終止時電流沒達(dá)到擎住電流，重新關(guān)斷C應(yīng)有一定的電流上升率，高頻應(yīng)用尤其重要，可使迅速導(dǎo)通。D為減小門極損耗，觸發(fā)信號采用脈沖方式晶閘管整流控制電路最基本的三部分：A同步電路：同步變壓器降壓，經(jīng)RC阻容移向后得到；將三相電壓經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)降壓后經(jīng)移向得到。（比較：前者將電網(wǎng)高壓與控制電路隔離，比較安全，但體積大，成本高，后者減小體積降低成本，不能隔離）B移向觸發(fā)電路C功率放大及輸出電路雙脈沖：內(nèi)雙脈沖：一相觸發(fā)脈沖除發(fā)到本相，還發(fā)到60°前相。外雙脈沖，產(chǎn)生兩路觸發(fā)脈沖。逆變工作時，交流電源發(fā)生異?，F(xiàn)象，發(fā)生缺相或突然消失。逆變角過小，也會導(dǎo)致逆變失敗。關(guān)斷時間折合為4~5°較大較小，令=求，取10°（中小型變流器）晶閘管觸發(fā)電路實例：1）單相觸發(fā)電路（單晶體管構(gòu)成）具有電路簡單，元器件少，工作可靠，調(diào)節(jié)容易等優(yōu)點，缺點是脈沖寬度窄，電感性大負(fù)載下觸發(fā)困難。2）三相分立元件構(gòu)成觸發(fā)電路：可強(qiáng)觸發(fā)；可產(chǎn)生雙脈沖3）數(shù)字移相觸發(fā)電路，角控制精度高，輸出波形對稱性好，調(diào)試方便4）有模擬繼承電路構(gòu)成觸發(fā)電路：輸出帶載能力強(qiáng)，移相性好，正負(fù)半周脈沖相位均衡性好，移相范圍寬，對同步電壓要求低，大大簡化觸發(fā)電路，減少了元器件和連接線，易于調(diào)試，可靠性高，抗干擾強(qiáng)（KJ系列）GTO門極驅(qū)動電路1）門極開通電路：有足夠幅值和很陡上升沿，以實現(xiàn)強(qiáng)觸發(fā)，減小開通時間，開通損耗。高幅值短脈沖，低幅值長脈沖2）門極關(guān)斷電路：關(guān)斷電流變化率較大，減小關(guān)斷時間和增益，脈沖寬度大于關(guān)斷時間與尾部時間之和。3）門極反偏電路：為了防止由于du/dt過大引起的誤觸發(fā)，設(shè)置反偏電壓，使維持電流增加。大功率晶體管基極驅(qū)動電路1）開通時提供前沿陡，幅值足夠大正相驅(qū)動電流，減小開通時間及損耗。2）導(dǎo)通后，供給足夠基極電流，使管子處于飽和或臨界飽和，以降通態(tài)損耗，保證安全。3）關(guān)斷時，供給足夠大反向基極電流，變化率不宜太大，否則產(chǎn)生加緊效應(yīng)。4）逆變器電路，各路驅(qū)動間隔離，5）退飽和保護(hù)，二次擊穿。IGBT和MOSFET驅(qū)動電路1）門極電壓最大定額，超過門極會被擊穿2）閾值電壓，保證工作于飽和狀態(tài)，門極驅(qū)動信號前沿要陡，內(nèi)阻要小。3）關(guān)斷后加上一定幅值反壓，可提高抗干擾能力。4）存在門極輸入電容，高頻時驅(qū)動電流功率不小。5）門極電阻過小，關(guān)斷時間過短，產(chǎn)生集電極尖峰電壓過高，過大，開關(guān)速度降低，損耗增大。6）驅(qū)動與控制隔離，驅(qū)動與門極引線盡可能短，用絞線，防止感應(yīng)噪聲影響緩沖吸收電路1）電容吸收電路：電容越大，關(guān)斷時對du/dt和尖峰電壓抑制作用約好，但開通時電流尖峰和損耗也越嚴(yán)重。2）RC阻容吸收電路：廣泛用于大功率二極管和晶閘管，MOSFET過壓吸收。3）充放電是RCD緩沖吸收電路：功率損耗正比于開關(guān)頻率，普遍應(yīng)用于開關(guān)頻率不太高的GTO和大功率晶閘管上。4）鉗位式RCD緩沖吸收電路，IGBT最實用的緩沖吸收電路5）無損緩沖吸收電路。6）開通緩沖電路：在器件開通之前，電感中電流已衰減至零，二極管已關(guān)斷。DC-DC變換器1．BUCK降壓斬波器2．BOOST升壓升壓原因：電感L儲能后具有使電壓泵生的作用，電容可將輸出電壓保持住。3．BUCK-BOOST升降壓斬波器4．CUK變換器交直交變頻電路1．概述：根據(jù)供給逆變器直流電源性質(zhì)分類：電壓型逆變器，電流型逆變器2．電壓型逆變器：1）直流電流源接很大的濾波電容2）三和三的被數(shù)次諧波不會在線電壓上出現(xiàn)，線電壓含有6k+-1次諧波，線電壓有效值UL=0.816Ud，基本分量為0.78Ud3．電流型逆變器（大容量逆變器）無功功率處理，使用元件少。4．電壓型電流型比較1）電壓型，電壓方波，電流含有告辭諧波2）電流型，電流方波，電壓接近正弦波，原因電機(jī)阻抗較大，高次諧波磁通很小，毛刺由元件換相引起的。3）四象限運行：電壓型不容易四象限運行，原因是四象限運行要求直流環(huán)節(jié)極性改變，由于大電容，改變困難。電流型串入大電感，在電流方向不變下，逆變橋與整流橋可改變極性，容易做到四象限運行。4）負(fù)載：電壓型適用于帶多臺電機(jī)齊速運行。電流型，除按U/f為常數(shù)控制可用于多臺電機(jī)齊速運行外，尤其適用于單機(jī)頻繁加減速運行。5）機(jī)械特性曲線：電壓型，電機(jī)學(xué)書。電流型，a隨時間轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)矩很快下降。b電流型逆變器不考慮飽和效應(yīng)機(jī)械特性曲線，沒有使用價值。6）功率因數(shù)：電壓型采用可控整流與電流型差不多。采用不控整流（PWM或直流斬波時）比電流型好。7）動態(tài)性能與穩(wěn)定性：電壓型進(jìn)行電流控制較強(qiáng)。電流型可以電流內(nèi)環(huán)控制，快速響應(yīng)，動態(tài)性能好，但低頻時，有轉(zhuǎn)矩脈動，換流電容充電電壓與負(fù)載電流大小有關(guān)，為保持環(huán)流能力應(yīng)保持一定負(fù)載運行。PWM脈寬調(diào)制技術(shù)調(diào)制原理正弦波：控制波，參考波。三角波：調(diào)制波，載波。2．電壓型逆變器脈寬調(diào)制（PWM）1）正弦電壓脈沖寬度調(diào)制SPWM優(yōu)缺點：a：消除諧波效果好，能抑制和消除2N-1次以下的諧波，N為半周期內(nèi)脈沖數(shù)，輸出波形接近正弦波形，脈動轉(zhuǎn)矩小，電機(jī)低速運行性能好。b：PWM即可調(diào)頻，又能調(diào)壓，動態(tài)響應(yīng)快。c：整流部分因不需要調(diào)壓，采用二極管橋式整流，功率因數(shù)提高了。d：由于元件開關(guān)次數(shù)增多，開關(guān)損耗大，顧性能好的裝置應(yīng)用于開關(guān)頻率高損耗小的元件，如IGBTe：SPWM直流電源電壓利用率低，SPWM線電壓基波幅值為，M為調(diào)制比，為控制波幅值/調(diào)制波幅值。梯形控制波，提高了直流電源電壓利用率，由于計算簡化，也很適合應(yīng)用于在線PWM計算機(jī)控制2）調(diào)制波頻率與輸出頻率：載波比P=調(diào)制波頻率/參考波頻率a：同步關(guān)系：P為常數(shù)，低頻達(dá)不到低頻運行要求消除更多個高次諧波的目的。b：異步關(guān)系：保持載波頻率不變，輸出電壓半周期內(nèi)脈沖數(shù)隨頻率降低而增加，能減少脈動轉(zhuǎn)矩，改善運行性能，但P經(jīng)常不是整數(shù)，只是三相輸出電壓不對稱，引起電動機(jī)運行不穩(wěn)定。c：分段同步關(guān)系，在一段內(nèi)P為常數(shù)，歲輸出頻率降低，P增大，滿足低頻適合改善運行性能，P一般都是3的倍數(shù)，且為奇數(shù)，這樣使脈沖波形正負(fù)半波，三相之間對稱。從高頻到低頻，從低頻到高頻變化不是一個值，以防止震蕩，滯環(huán)切換避免不穩(wěn)定。3）PWM控制方式：A：模擬電路：元件多，線路復(fù)雜，精度不高B：數(shù)字電路：自然采樣法，規(guī)則采樣法，直接PWM法（面積相等法）。C：大規(guī)模集成電路芯片的應(yīng)用。電壓控制時鐘VCT，，頻率控制時鐘FCT，。應(yīng)用：交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4）正統(tǒng)電流脈寬調(diào)制（PWM）A：利用滯環(huán)跟蹤控制原理B：滯環(huán)寬度越小，開關(guān)頻率越高，越接近正弦。C：控制方式：直接電流控制，電流瞬時值控制，滯環(huán)控制，電流控制型。D：優(yōu)點：硬件簡單，相應(yīng)快，交直交逆變器直流環(huán)節(jié)電壓波動對負(fù)載影響小，避免載波比變化引起電壓跳動和電流沖擊正弦磁鏈脈寬調(diào)制PWMA：電壓矢量組成的磁鏈?zhǔn)噶寇壽E，以空間60°為一個單位，是對稱的，以利于三相輸出電壓對稱。B：電壓矢量切換時，只有一個開關(guān)元件動作，以減小轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲C：施加零電壓矢量要分賽，不要集中以減小電機(jī)脈動和降低鐵損。D：磁鏈?zhǔn)噶恳捎谜齆變形接近圓，N盡可能大，是諧波次數(shù)增高，幅值減小影響小。E：選擇方案不同，有效值與Ud關(guān)系不同，零矢量參與使逆變器輸出電壓降低，頻率減低，兩者與零電壓參與量成線性關(guān)系，故容易得到U1/f=C的輸出特性。F：特點，直流環(huán)節(jié)電壓利用好，脈動轉(zhuǎn)矩小，噪聲小，鐵孫小的有點，能適應(yīng)從模擬控制向數(shù)字化控制發(fā)展的大方向（不需要很高載波頻率）6）優(yōu)化脈寬調(diào)制A：單相半橋逆變器：波形在每半周期內(nèi)有M個斬波，并且四分之一周期對稱性，則可消除任意M個諧波。B：全橋逆變器諧波消除，全橋逆變器輸出在四分之一周期對稱條件下，半周期內(nèi)，有M個脈沖，可消除M次諧波。3．電流型逆變器脈寬調(diào)制1）區(qū)別：A：把電流波形進(jìn)行脈寬調(diào)制B：目的主要為了減小低速運行時的脈動轉(zhuǎn)矩，主要消除地磁的告辭諧波，電壓型除盡量消除多告辭諧波外，還要調(diào)制和提高動態(tài)響應(yīng)。C：在120°寬電流方波中間60°范圍內(nèi)部允許進(jìn)行PWMD：半周期內(nèi)脈沖寬度之和還保持120°2）PWM波形正負(fù)半波對稱，四分之一周期對稱條件下，辦周期有多少個獨立的就能消除多少個諧波。多重化技術(shù)1．電流型逆變器1）對m重化逆變器，各個逆變器輸出波形之間的相位差為60°/m2）諧波疊加法3）直接輸出型多重化電流型逆變器可減小某些次數(shù)的諧波分量，重數(shù)約稿，諧波分量減小的越多，但仍保持6脈沖你變量所有的諧波分量：n=6mk+-1不減小。4）變壓器耦合二重化逆變器輸出諧波次數(shù)為n=6mk+-1，其他次數(shù)都不存在。5）流向交流電機(jī)----電動機(jī)內(nèi)部磁場耦合A：逆變器輸出的電流波形認(rèn)為矩形波，電流波形沒有改善，通過電動機(jī)內(nèi)部磁場相互作用改善氣隙磁場波形，達(dá)到消減轉(zhuǎn)矩脈動減少附加損耗的目的。B：5，7次諧波產(chǎn)生的合成基波磁動勢不存在，轉(zhuǎn)矩脈動頻率由6被基波提高了幾倍2．電壓型逆變器1）串聯(lián)方式與并聯(lián)方式，并聯(lián)產(chǎn)生循環(huán)電流，少用。A：m重化逆變器輸出電壓或電流一次相差60°/mB：m重化逆變器變壓器耦合性，可以消除6mk+-1次以外諧波C：m重化逆變器直接耦合性可以削弱6mk+-1次意外諧波，但不能消除。D：六相電動機(jī)消除諧波效果與二重化逆變器變壓器耦合型相同。電力傳動計算基礎(chǔ)1．旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)矩運動關(guān)系式：，，，轉(zhuǎn)動慣量，飛輪矩和運動方程，（單位為kg/m2）功，功率，動能，，，GD2的折算及慣性系數(shù)電動機(jī)轉(zhuǎn)子，負(fù)載，直線運動負(fù)載質(zhì)量為M（kg）若電動機(jī)轉(zhuǎn)速為，負(fù)載，直線運動V慣性系數(shù)2．輸出功率計算由力與速度確定：，額定輸出功率應(yīng)比留有10%~20%的余量有轉(zhuǎn)矩和角速度確定：輸出流體：流量Q與揚程H：利用60s升高H：風(fēng)量Q與風(fēng)壓，氣體密度在60s內(nèi)將重量為氣體提升：電機(jī)的啟動與制動1．電動機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性1）轉(zhuǎn)速變化率，為空載轉(zhuǎn)速，為滿載轉(zhuǎn)速2）機(jī)械特性分類：恒速特性（他勵特性）轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。變速特性（串勵特性），負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速自然下降3）啟動轉(zhuǎn)矩（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）n=0，額定轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩（停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）異步，最大轉(zhuǎn)矩（失步轉(zhuǎn)矩）同步4）異步電機(jī)產(chǎn)生最大輸出功率轉(zhuǎn)差率比產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差小，倍數(shù)亦比最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)小。2．負(fù)載轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性和穩(wěn)定運行1）穩(wěn)定運行條件：轉(zhuǎn)速從交點處上升時，轉(zhuǎn)速下降時候2）負(fù)載轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性：A：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。B：風(fēng)機(jī)型負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比。3．轉(zhuǎn)速與時間關(guān)系1），，加速時間常數(shù)，額定轉(zhuǎn)矩，直至額定轉(zhuǎn)速。2）異步電動機(jī)加速時間：，3）直流電動機(jī)加速時間穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為則4．啟動電阻計算1）切換到第二檔2）各檔電阻比a3）空載轉(zhuǎn)速，4），為第m段通電時間5．電機(jī)啟動方式1）籠式異步電動機(jī)：A：直接啟動：啟動電流大，啟動轉(zhuǎn)矩大，約束：電源容量??；負(fù)載GD2較大，若啟動時間短，急速發(fā)熱可造成損傷；過高啟動轉(zhuǎn)矩可能對負(fù)載造成沖擊。B：星三角啟動C：啟動補(bǔ)償器D：串電抗器啟動：2）繞線式異步電動機(jī)串電阻啟動，可減小啟動電流3）直流電動機(jī)：A：直接啟動（1kw以下小型電機(jī)才允許）B：串電阻啟動：限流加速法；反電勢加速法；限時加速法C：軟啟動（高效率，可變電壓源）4）同步電動機(jī)：當(dāng)啟動加速到接近同步轉(zhuǎn)速時投入勵磁，牽入同步，轉(zhuǎn)差越小，越容易牽入同步。6．制動1）制動分類：A：機(jī)械制動法：無電壓安全動作制動與電勵磁控制制動。特征：即使在停止時也有制動轉(zhuǎn)矩作用，缺點，是摩擦部分產(chǎn)生損耗。B：電氣制動法：適用頻繁制動或連續(xù)制動，但停止時，制動轉(zhuǎn)矩為0。能耗制動：發(fā)電機(jī)狀態(tài)；反接制動：需合適的檢測速度過零的繼電器；回饋制動；渦流制動。2）制動時間：3）損耗7．四象限運行：雙方向的電流：1、2象限。雙方向電壓：3、4象限。電動機(jī)控制基礎(chǔ)1．變頻器：具有高效率的驅(qū)動性能，良好的控制特性，操作方便，占地面漆小。定速電動機(jī)家調(diào)速聯(lián)軸節(jié)：不僅相應(yīng)慢，精度差，而且效率低，難以在較大功率設(shè)備上使用。變速電動機(jī)：只能實現(xiàn)有級調(diào)速，且級數(shù)很小，不能頻繁改變運行速度。2．籠式與繞線式的差別籠式：構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)效率高，功率因數(shù)好，成本低，但啟動性能差。繞線式：啟動性能好，價格貴，需對滑環(huán)及電刷進(jìn)行維護(hù)。3．，當(dāng)s很小時，Te與s成正比當(dāng)定子f1較高時，最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率Sm與f1成反比若保持不變，則Tm不變。4．變頻器的種類：1）交直交變頻器A：電壓型變頻器：作為電壓源向電動機(jī)提供交流電頻率；優(yōu)點：運行幾乎不受負(fù)載功率因數(shù)或換流影響。缺點：當(dāng)負(fù)載短路或在變頻器運行狀態(tài)下投入負(fù)載，易出現(xiàn)過電流，必須在極短時間內(nèi)施加保護(hù)。B：電流型變頻器：優(yōu)點，電流的可控性好，可以限制因逆變裝置換流失敗或負(fù)載短路等引起的過電流，保護(hù)的可靠性較高，多用于要求頻繁加減速或四象限運行。2）交—交變頻器A：傳統(tǒng)兩組反并聯(lián)整流器：缺點：最高輸出頻率只能達(dá)到電源頻率的1/3至1/2。不能高速運行；（多用于低速大功率系統(tǒng)）優(yōu)點：不需要換流，提高了換流效率，實現(xiàn)四象限運行。B：矩陣變換器：具有較強(qiáng)可控性，輸出頻率不受輸入限制；可得到較為理想正統(tǒng)輸入電流和輸出電壓，波形失真小，輸入功率因數(shù)為1且與負(fù)載情況無關(guān)，易于能量雙向傳遞，同時體積大為減小。5．PWM控制技術(shù)可極為有效的一只輸出電壓的諧波，動態(tài)響應(yīng)較好，在頻率控制效率等方面有顯著優(yōu)點6．調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)1）穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：調(diào)速范圍D：，靜差率s，理想空載，增加到額定負(fù)載轉(zhuǎn)速的降落靜差率越小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性越好。，為額定轉(zhuǎn)速2）動態(tài)性能指標(biāo)A：追隨性能指標(biāo)：上升時間，超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間：從0到第一次上升到C（），表示動態(tài)響應(yīng)快速性：表示穩(wěn)定性：從0到穩(wěn)態(tài)值允許誤差范圍內(nèi)所經(jīng)過時間，抗干擾性能指標(biāo)。直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)1．基本原理及機(jī)械特性（他勵）1）改變點數(shù)電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，串電阻調(diào)速運行效率低，只在小功率場合使用。2）電壓可調(diào)靜止整流器：A：相控整流，輸入電流波形含有豐富的諧波，功率因數(shù)低。B：PWM整流：通常采用直流電壓和輸入電流雙閉環(huán)控制，廣泛應(yīng)用于功率因數(shù)校正，交流電機(jī)四象限運行以及直流傳動場合。C：直流斬波器2．?dāng)夭ㄆ鳌绷麟妱訖C(jī)系統(tǒng)的控制1）降壓式斬波器：理想空載轉(zhuǎn)速將交與一點，即交與Em=Ed所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。在電流不連續(xù)段，等值電樞電阻增大，特性變軟。2）升壓式斬波器：理想空載轉(zhuǎn)速交與零點，工作在第2象限，電流斷續(xù)段，等值電阻增大，特性變軟。3）混合式斬波器A：電流可逆斬波器，1、2象限B：電壓可逆斬波器，1、4象限。有重疊正，無重疊負(fù)。C：橋式斬波器，四象限。3．相控整流器—直流電動機(jī)調(diào)速性能：1）開環(huán)機(jī)械特性：濾波電感越大，電流越易斷續(xù)，負(fù)載電流越大，越容易斷續(xù)。2）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：A：機(jī)械特性：晶閘管整流器與處罰部分放大系數(shù)。，控制電壓，輸出電壓。等……此處參見書本，較為詳細(xì)。包括采用PI調(diào)節(jié)器的部分等等。可能考。3）單閉環(huán)有警察直流控制系統(tǒng)其它形式A：電流閉環(huán)控制B：電壓閉環(huán)控制。對交流電源電壓擾動有良好的抑制作用，而對電樞電阻上產(chǎn)生的壓降沒有抑制作用。C：電流補(bǔ)償控制。輸出電壓自動補(bǔ)償由于負(fù)載引起的點數(shù)上壓降變化。正反饋，可能會造成系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行。4）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)性能分析：A：單閉環(huán)動態(tài)性能不理想，主要因素為動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩控制，電樞電流未加以控制。B：速度（穩(wěn)態(tài)性能），電流（動態(tài)性能）雙閉環(huán)控制C：連接方式：并聯(lián)方式：機(jī)械特性變軟，采用此方式進(jìn)行電流截止負(fù)反饋保護(hù)，只有電流大于保護(hù)值電流負(fù)反饋才啟作用。串聯(lián)方式：電流環(huán)做內(nèi)環(huán)，速度環(huán)做外環(huán)。電流環(huán)做內(nèi)環(huán)可以進(jìn)行系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)，改善系統(tǒng)動態(tài)性能。速度環(huán)在靜態(tài)提供準(zhǔn)確的速度控制，靜態(tài)，兩個調(diào)節(jié)器輸入誤差均為0，實現(xiàn)靜態(tài)無誤差。速度調(diào)節(jié)器易于PI飽和，電流調(diào)節(jié)器不會出現(xiàn)飽和。啟動，速度調(diào)節(jié)器飽和，先恒流加速。異步電動機(jī)調(diào)速的基本方法1．變極調(diào)速只能用于籠型異步電動機(jī)。優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作方便，特性較硬，效率高，即使用語恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，又適用于恒功率調(diào)速。缺點：有極調(diào)速，極數(shù)限制，只適用于不需平滑調(diào)速的場合，超3套繞組電動機(jī)少見。2．變轉(zhuǎn)差率調(diào)速1）定子調(diào)壓調(diào)速A：同步轉(zhuǎn)速n0不變，最大轉(zhuǎn)差率sm不變。B：最大轉(zhuǎn)矩Tm與啟動轉(zhuǎn)矩Ts與U2成正比C：定子電壓越低，特性越軟。D：即非恒功率調(diào)速，也非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。E：較為適合于風(fēng)機(jī)泵類特性的負(fù)載。但也存在著低速下功率因數(shù)低，電流大，效率低問題。2）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速：A：對應(yīng)同一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的比例推移。B：同步轉(zhuǎn)速n0不變，最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，C：最大轉(zhuǎn)差Sm與轉(zhuǎn)子電阻r2+R成正比，串接電阻越大，機(jī)械特性越軟。D：Sm<1時候，Ts隨R增大而增大，S>1時，Ts隨R增大而減小。E：屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速F：優(yōu)點：設(shè)備和線路簡單，投資不高。缺點：機(jī)械特性較軟。調(diào)速范圍受到一定限制，且低速時轉(zhuǎn)差功率損耗較大，效率低，經(jīng)濟(jì)型差。G：適用于調(diào)速要求不高場合。主要用于起重器械。3）串極調(diào)速A：電器串極調(diào)速（恒轉(zhuǎn)矩）反