第十二章交流传动控制系统 掌握: 交流电动机调速特性、特点和使用场合; 交流调速的基本原理和类型; 各种调速系统的组成和工作原理。 由第四章交流电动机的转速 (1-s)=60/, (1-S) P 即改变转差率S;→定子电压、转子电阻、转子电压 √改变极对数p; 改变频率∫。 本章将主要介绍异步电动机各种调速系统的基本原理及特性,重点介绍改变频 率的各种调速系统。 12.1晶闸管交流调压调速系统 采用晶闸管的交流调压电路
第十二章 交流传动控制系统 掌握： ➢ 交流电动机调速特性、特点和使用场合； ➢ 交流调速的基本原理和类型； ➢ 各种调速系统的组成和工作原理。 ( S ) p f n = n ( − S ) = 1− 60 0 1 由第四章交流电动机的转速： 本章将主要介绍异步电动机各种调速系统的基本原理及特性，重点介绍改变频 率的各种调速系统。 12.1 晶闸管交流调压调速系统 一、采用晶闸管的交流调压电路 ✓ 即改变转差率S； ✓改变极对数p； ✓改变频率f。 定子电压、转子电阻、转子电压
1.单相交流调压电路 VSI 双向晶闸管 当电源电压为正 半周时,触发yS1使之 导通,电压过零时 VS2 R VS自行关断3 当电源电压为负 半周时,触发S2使之 导通,电压过零时 S1自行关断 触发控制角为:a 只需要一个脉冲 信号,脉冲周期为: (d) 800 如此不断重复,负载上便得到正负对称的交流电压。改变晶闸管控制角的大 小,就可以改变负载上交流电压的大小
当电源电 压为正 半周时，触发VS1使之 导通，电压过零时， VS1自行关断； 当电源电 压为负 半周时，触发VS2使之 导通，电压过零时， VS1自行关断； 触发控制角为： 如此不断重复，负载上便得到正负对称的交流电压。改变晶闸管控制角的大 小，就可以改变负载上交流电压的大小。 1. 单相交流调压电路 只需要一个脉冲 信号，脉冲周期为： 1800
2.三相交流调压电路 将三对反并联的晶闸管即单 R 相调压电路)分别接至三相负载就 构成了一个典型的三相交流调压电 路。 R 负载可以是星形连接,也可以 B 是三角形连接。 R 三相负载Y形连接 C 单相调压电路 三相交流电压
2. 三相交流调压电路 将三对反并联的晶闸管（即单 相调压电路）分别接至三相负载就 构成了一个典型的三相交流调压电 路。 负载可以是星形连接，也可以 是三角形连接。 三相负载Y形连接 单相调压电路 三相交流电压
二、异步电动机调压调压调速系统 1.异步电动机调压调速特性 n n11 a 0%U 100%UN 100%UN 50%U T 特点如下: 冷轻载时,外加电压变化很大,转速变化很小。即电动机的转速变化范围不大 冷重载时,降低供电电压,转速下降快,甚至停转,引起电动机过热甚至烧坏 ◇如果要使电动机能在低速段运行,一方面传动系统运行不稳定,另外,随着 电动机转速的降低会引起转子电流相应增大,可能引起过热而损坏电动机
二、异步电动机调压调压调速系统 1．异步电动机调压调速特性 特点如下： ❖ 轻载时，外加电压变化很大，转速变化很小。即电动机的转速变化范围不大； ❖ 重载时，降低供电电压，转速下降快，甚至停转，引起电动机过热甚至烧坏； ❖ 如果要使电动机能在低速段运行，一方面传动系统运行不稳定，另外，随着 电动机转速的降低会引起转子电流相应增大，可能引起过热而损坏电动机
2.异步电动机调压调速系统 为了既能保证低速时的机械特性硬度,又能保证一定的负载能力,方般在调 压调速系统里采用转速负反馈构成闭环系统,其控制系统原理框图如图所示。 U1 晶闸 贞载 3.异步电动机调压调速时的损耗及 管调 压系 -区容量限制 统 转差功率:传到转子上的电磁功率 与转子轴上产生的机械功率之差叫损耗 U Ufn 功率,也叫转差功率。 -② T Tn T P S 955095509550mo 1)转差功率的大小由转差率S决定; 2)这个转差功率它将通过转子导体发热而消耗掉 3)在调压调速中,如果工作在低速状态,S将较大,即转差功率很大 调压调速方法不太适合于长期工作在低速的工作机械,如要用于这种机械, 电动机容量就要适当选择大一些
2．异步电动机调压调速系统 为了既能保证低速时的机械特性硬度，又能保证一定的负载能力，一般在调 压调速系统里采用转速负反馈构成闭环系统，其控制系统原理框图如图所示。 3. 异步电动机调压调速时的损耗及 容量限制 转差功率：传到转子上的电磁功率 与转子轴上产生的机械功率之差叫损耗 功率，也叫转差功率。 P S n Tn Tn Tn n n Ps P Pm = − = − = − = 0 0 0 0 9550 9550 9550 1) 转差功率的大小由转差率S决定； 2) 这个转差功率,它将通过转子导体发热而消耗掉； 3) 在调压调速中，如果工作在低速状态，S将较大，即转差功率很大。 调压调速方法不太适合于长期工作在低速的工作机械，如要用于这种机械， 电动机容量就要适当选择大一些
12.2晶闸管变频调速系统 变频调速的原理 Uy∝E=C ①∝E/f≈Ux/ 因此,若外加电压不变,则磁通随频率改变而改变,亦即频率降低,则磁通 增加;频率增加,磁通降低。 显而易见,前者有可能造成电动机的磁路过饱和,从而导致励磁电流的增加 而引起铁心过热。 为了解决这一问题,这就要求在变频调速系统中,降频的同时最好降压 频率与电压能协调控制。 二、交-直交变频调速系统 可控整流电路 逆变电路 交流电 幅值可调的直流电—幅值、频率均可调的交流电
12.2 晶闸管变频调速系统 一、变频调速的原理 UX E = Cf E / f U / f x 因此，若外加电压不变，则磁通随频率改变而改变，亦即频率降低，则磁通 增加；频率增加，磁通降低。 显而易见，前者有可能造成电动机的磁路过饱和，从而导致励磁电流的增加 而引起铁心过热。 为了解决这一问题，这就要求在变频调速系统中，降频的同时最好降压，即 频率与电压能协调控制。 二、交-直-交变频调速系统 交流电 幅值可调的直流电 幅值、频率均可调的交流电 可控整流电路 逆变电路
整流电路 的触发电 路 F/V 直流 多相 变换器 放大器 电路 困 整流电路 逆变电路 速度 给定→⑧ 频率 环形 脉冲 发生器 计数器 放大器 逆变电路的触发电路 系统中,晶闸管整流、移相触发电路、脉冲放大器、电压及速度负反馈环节 的电路和原理与直流调速系统相同。 脉冲发生器电路 电压信号 脉冲信号 幅值大小—频率大小
整流电路 逆变电路 整流电路 的触发电 路 逆变电路的触发电路 系统中，晶闸管整流、移相触发电路、脉冲放大器、电压及速度负反馈环节 的电路和原理与直流调速系统相同。 脉冲发生器电路： 电压信号 脉冲信号 幅值大小 频率大小
频率电压(F/V)变换器 脉冲信号—电压信号 频率大小 幅值大小 环行计数器实质是一个脉冲分配器,它把来自频率发生器的脉冲6个(或12 个)一组依次分配,经脉冲放大器后,顺序触发逆变器的6组晶闸管来实现逆变 LA LBI LC I VS S LA2 LB2 LC
频率/电压（F/V）变换器 ： 脉冲信号 电压信号 频率大小 幅值大小 环行计数器:实质是一个脉冲分配器，它把来自频率发生器的脉冲6个（或12 个）一组依次分配，经脉冲放大器后，顺序触发逆变器的6组晶闸管来实现逆变
TG F/V 直流 移相 变换器 放大器 电路 困图 速度 频率 给定 环形 脉冲 发生器 计数器 放大器 工作原理 给定↑→脉冲频率↑→逆变器输出电压频率↑—→n↑ FV的输出↑—→整流电路输出↑→逆变器输出电压幅值↑
工作原理： 给定 脉冲频率 逆变器输出电压频率 n F/V的输出 整流电路输出 逆变器输出电压幅值
、交交变频调速系统 交流电 频率幅值可调的交流电 1.交流调频电路 共阴极组 VSI (a)u MM个D 共阳极组 反组 °D罗而 分析可知:>共阴极组整流电路可以把交流电变为正半周的直流电压;“ >共阴极组整流电路可以把交流电变为负半周的直流电压; 直流电压的大小由控制角控制;
三、交-交变频调速系统 交流电 频率幅值可调的交流电 1. 交流调频电路 共阴极组 共阳极组 分析可知： ➢共阴极组整流电路可以把交流电变为正半周的直流电压； ➢共阴极组整流电路可以把交流电变为负半周的直流电压； ➢直流电压的大小由控制角控制；