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1、第六章 交流調(diào)速系統(tǒng),一、交流調(diào)速的類型,式中 n電機(jī)的轉(zhuǎn)速；,S轉(zhuǎn)差率 ；,P 定子繞組的極對(duì)數(shù) ；,(1) 變極調(diào)速對(duì)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)改變其定子繞組的極對(duì)數(shù)P，此為有級(jí)調(diào)速。,(2) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接電阻的調(diào)阻調(diào)速等，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。,f1供電頻率 。,(3) 變頻調(diào)速改變供電頻率的調(diào)速方案有交交變頻器；交直交電壓源型變頻器；脈寬調(diào)制型逆變器。,二、晶閘管交流調(diào)壓及逆變電路原理,1晶閘管交流調(diào)壓電路,有時(shí)把這種方式稱為相控方式的交流調(diào)壓電路，它的輸出波形中的高次諧波較大，對(duì)電機(jī)類負(fù)載不利。,2晶閘管逆變電路,從交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過程叫整流，而把相反的過程叫逆變。
2、實(shí)現(xiàn)逆變的裝置叫逆變器。,三、交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速,變頻調(diào)速是以一個(gè)頻率及電壓可變的電源，向異步(或同步)電動(dòng)機(jī)供電，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。,變頻調(diào)速可分為兩類：第一類由恒頻恒壓的交流電，經(jīng)過整流再逆變成變頻變壓的交流電，稱為帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速或交一直一交變頻。,第二類是由恒頻恒壓的交流電，直接變成變頻變壓的交流電，稱為直接變頻調(diào)速或交一交變頻。,1.電壓型變頻器,當(dāng)定子電壓與頻率成正比改變時(shí)，即,式中 U1e電動(dòng)機(jī)的額定相電壓；,U1電動(dòng)機(jī)的實(shí)際相電壓；,f1e電動(dòng)機(jī)的額定定子頻率；,f1電動(dòng)機(jī)的實(shí)際定子頻率。,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出為恒轉(zhuǎn)矩，輸出的功率與定子電流頻率成正比。,當(dāng)定子電壓
3、與頻率的平方根成正比改變時(shí)，即,電動(dòng)機(jī)輸出恒功率，輸出的轉(zhuǎn)矩與定子電流頻率成反比。,與晶閘管反并聯(lián)的二極管的作用是在該晶閘管由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，給負(fù)載滯后電流提供一個(gè)通道，將無功能量反饋給濾波電容。,這種線路結(jié)構(gòu)簡單，使用比較廣泛。其缺點(diǎn)是在深度控制時(shí)，電源側(cè)功率因數(shù)低；因存在較大的濾波環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。,圖6-5為一種電壓閉環(huán)、頻率開環(huán)的電壓型變頻系統(tǒng)的方框圖。,這個(gè)系統(tǒng)能帶動(dòng)多臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于直流輸出電壓穩(wěn)定，因此異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速精度僅決定于U/F變換器的精度及電機(jī)本身的轉(zhuǎn)差率。,上述調(diào)速裝置的缺點(diǎn)有：,(1) 需兩套可控的功率級(jí)裝置及其控制電路，裝置龐大。,(2) 因可控整流輸入端的功率
4、因數(shù)隨輸出電壓而變化，若輸出電壓低時(shí)功率因數(shù)也低。,(3) 由于濾波環(huán)節(jié)的慣性作用，便調(diào)壓動(dòng)態(tài)過程緩慢，影響系統(tǒng)的快速性。,(4) 在六段輸出波形中存在很大的5、7次諧波，引起諧波發(fā)熱和負(fù)轉(zhuǎn)矩分量，限制了轉(zhuǎn)速的下限。,2脈沖寬度調(diào)制(PWM)型變頻器,脈寬調(diào)制法是通過快速開關(guān)的通斷作用，把直流電壓直流電壓逆變成頻率和電壓同時(shí)可調(diào)的交流電壓供給負(fù)載。,具體調(diào)制方法很多，最常用的是正弦波PWM。,PWM拖系統(tǒng)具有有較高的功率因數(shù)和效率，且調(diào)節(jié)部位較少；在非常低的頻率下，能使轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性平滑，不會(huì)在反轉(zhuǎn)時(shí)卡死在零轉(zhuǎn)速；在總的運(yùn)行特性方面PWM系統(tǒng)可與直流拖動(dòng)相抗衡；可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備更為緊湊。,在下列情況下應(yīng)考慮采用交流調(diào)速系統(tǒng)：,（1）要求用低額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)時(shí)；,（2）環(huán)境要求電動(dòng)機(jī)防爆或完全封閉時(shí)；,（3）使用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)且不需要分別調(diào)速時(shí)；,（4）頻繁反轉(zhuǎn)或降速控制，要求增加再生用的直流功率元件時(shí)等。,
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