概述 中东程子大军 口直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先后诞生。 口在20世纪上半叶的年代里，鉴于直流拖动具有优越的调速性能， 高性能可调速拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容量80% 以上的不变速拖动系统测采用交流电机，这种分工在一段时期内 已成为一种举世公认的格局。 交流调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但 其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 概 述 直流电力拖动和交流电力拖动在19世纪先后诞生。 在20世纪上半叶的年代里，鉴于直流拖动具有优越的调速性能， 高性能可调速拖动都采用直流电机，而约占电力拖动总容量80% 以上的不变速拖动系统则采用交流电机，这种分工在一段时期内 已成为一种举世公认的格局。 交流调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但 其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌
概述 山东理子大军 直到20世纪60~70年代，随着电力电子技术的发展，使得采用 电力电子变换器的交流拖动系统得以实现，特别是大规模集成 电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统便应运而生， 一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终 于被打破了。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 概 述 直到20世纪60~70年代，随着电力电子技术的发展，使得采用 电力电子变换器的交流拖动系统得以实现，特别是大规模集成 电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统便应运而生， 一直被认为是天经地义的交直流拖动按调速性能分工的格局终 于被打破了
一、】 为什么要开发交流调速系统？ 少东我子大深 口直流调速系统的缺点： (1)直流电机结构复杂： (2)换向器的换向能力限制了直流电机的容量及速度， 极限容量与速 度乘积为106kW.r/min; (3)换向火花限制了直流电机的应用环境； (4)直流电机效率低·~直流电机的大部分功率都是通过换向器流入 电枢，转子发热多； (5)维护麻烦。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 一、为什么要开发交流调速系统？ 直流调速系统的缺点： (1) 直流电机结构复杂； (2) 换向器的换向能力限制了直流电机的容量及速度，极限容量与速 度乘积为106kW﹒r/min； (3) 换向火花限制了直流电机的应用环境； (4) 直流电机效率低－－直流电机的大部分功率都是通过换向器流入 电枢， 转子发热多； (5) 维护麻烦
一、为什么要开发交流调速系统？ 山东理子大军 口▣交流调速系统的优越性： (1)大功率负载场合： 如电力机车、卷扬机等系统中。在(6kV-10kV)调速系统中，目前只能 采用交流调速。 (2)在对“功率/重量”比、“功率/体积”比要求高的领域， 如电动自行车、电动汽车、飞机中的电机拖动等。 (3)高速运行场合： 如高速磨头、离心机、高速电钻等的控制中，转速达上万转。交流电机 转动惯量小，交流调速系统可满足高速运行的要求。 (4)易燃、易爆、多尘的场合，不需过多维护。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 一、为什么要开发交流调速系统？ 交流调速系统的优越性： （1）大功率负载场合： 如电力机车、卷扬机等系统中。在（6kV-10kV）调速系统中，目前只能 采用交流调速。 （2）在对“功率/重量”比、 “功率/体积”比要求高的领域， 如电动自行车、电动汽车、飞机中的电机拖动等。 （3）高速运行场合： 如高速磨头、离心机、高速电钻等的控制中，转速达上万转。交流电机 转动惯量小，交流调速系统可满足高速运行的要求。 （4）易燃、易爆、多尘的场合，不需过多维护
二、问题 山东我上大军 口交流调速系统如此优越，为什么最近四十几年才发展起来？ 口交流调速方法的复杂性和受限于当时技术水平的实现难度。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 二、 问 题 交流调速系统如此优越，为什么最近四十几年才发展起来？ 交流调速方法的复杂性和受限于当时技术水平的实现难度
交流调速系统的难点和复杂性 山东理子大军 调速装置中器件发展的限制： 调速装置中两大组成部分：控制器和变频器。 控制器·~微处理器的发展提供了复杂运算的可能， 变频器··功率器件近五十年更新了五代，适应高速变频调速的要求。 调速系统的精度和成本的限制： 新的控制理论 新的器件 新的控制系统 直流调速系统已经成熟！ 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 交流调速系统的难点和复杂性 调速装置中器件发展的限制： 调速装置中两大组成部分：控制器和变频器。 控制器－－微处理器的发展提供了复杂运算的可能， 变频器－－功率器件近五十年更新了五代，适应高速变频调速的要求。 调速系统的精度和成本的限制： 新的控制理论 新的器件 新的控制系统 直流调速系统已经成熟！
三、交流调速系统应用领域 山东我上大军 口在20世纪上半叶，鉴于直流调速优越的性能，高性能可调速拖动 都采用直流电机，而占总容量80%以上的不变速拖动则采用交流 电机。 交流调速系统应用领域：主要有三个方面： 口一般性能的节能调速一风机水泵类负载 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 三、交流调速系统应用领域 在20世纪上半叶，鉴于直流调速优越的性能，高性能可调速拖动 都采用直流电机，而占总容量80%以上的不变速拖动则采用交流 电机。 交流调速系统应用领域：主要有三个方面： 一般性能的节能调速—风机水泵类负载
三、交流调速系统应用领域 山东理子大军 口高性能的交流调速系统和伺服系统 一矢量控制、直接转矩控制、解耦控制 50011000 口特大容量、 极高转速的交流调速 20世纪后期，交流调速占80%，直流调速 占20%。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 三、交流调速系统应用领域 高性能的交流调速系统和伺服系统 —矢量控制、直接转矩控制、解耦控制 特大容量、极高转速的交流调速 20世纪后期，交流调速占80%，直流调速 占20%
三、交流调速系统应用领域 小结 少东我子大深 口1.一般性能调速和节能调速 风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调速性能就足够了。 需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。 口2高性能的交流调速系统和伺服系统 矢量控制技术、直接转矩控制 可以和直流调速系统媲美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。 口3特大容量、极高转速的交流调速 特大容量的电力拖动设备：厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高 速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 三、交流调速系统应用领域 小结 1.一般性能调速和节能调速 风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调速性能就足够了。 需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。 2.高性能的交流调速系统和伺服系统 矢量控制技术、直接转矩控制 可以和直流调速系统媲美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。 3.特大容量、极高转速的交流调速 特大容量的电力拖动设备：厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高 速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜
四、交流调速系统分类 (1)按电机分 山东理子大军 异步电动机 永磁同步电机 同步电动机 无刷直流电机 步进电机 特种电机 磁阻电机 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 四、交流调速系统分类 ——（1）按电机分 异步电动机 同步电动机 永磁同步电机 无刷直流电机 特种电机 步进电机 磁阻电机