交流调速技术的简介转帖

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1、交流调速技术的简介转帖交流调速技术的简介众所周知，由于直流电机转速的调节性能和转矩的控制性能比较理想，只要改变电枢电流就能简便而线性地、无时间滞后地控制转矩，因而在大范围调速传动系统中，一直是直流传动系统占统治地位。由于交流电机是多变量、强耦合的非线性器件，定子电流同时包含有转矩电流分量和励磁电流分量，因而对其电磁转矩瞬时值进行控制比较困难。同直流电动机相比，交流电机特别是鼠笼式异步电动机有一些明显的特点：制造成本低、重量轻、惯量小、可靠性和运行效率高、免维护、无电刷和换向器，所以能在恶劣环境中安全运转。近三十余年来，世界各国都在致力于交流电动机调速系统的研究，并不断取得突破。到现在为止，高性

2、能的交流拖动系统正逐步取代直流拖动系统，交流伺服系统也正占据越来越大的市场份额。交流调速的发展可具体归纳为三个方面：首先，转差频率控制、矢量变换控制和直接转矩控制等新的交流调速理论的诞生，使交流调速有了新的理论基础；其次， GTR、 MOSFET 、IGBT 等为代表的新一代大功率电力电子器件的出现，其开关频率、功率容量都有很大的提高，为交流调速装置奠定了物质基础；再者，微处理器的飞速发展，使交流调速系统许多复杂的控制算法和控制方式能得以实现。异步电机转速公式：n=n0 (1-s)=60f1(1-s)/np (1-1)其中： n0 为同步转速；s 为转差率；f1为定子电流频率；np 为极对数。

3、调速方法根据式(1-1)可分为两大类：1. 不改变同步转速的调速方法有：转子串电阻、转子斩波调速、改变定子电压和改变转子附加电势等。2. 改变同步转速的调速方法有： 改变定子极对数、 改变定子电压或电流频率 （即变频调速）等。 V/F 控制、转差频率控制、矢量变换控制和直接转矩控制都属于变频调速方法。根据电机理论，我们知道：经定转子空气隙传递的电磁功率，其中与转差成比例部分消耗在转子电阻上，其余部分转化为机械功率。 所以第二类方法明显比第一类方法优越， 因为转差为同步速度与转子速度之差，即第二类方法比第一类方法节能。由于改变定子极对数方法不是连续调节，故应用范围有限，所以变频调速是得到大量应用

4、的主要调速方式。但是，随着现代工业的发展，生产实践对电机调速系统也不断地提出更高的要求。诸如：稳态精度、动态响应等多项指标。此外，人们生活水平的提高也对调速系统提出了不少新要求，例如，现代高层建筑的电梯调速系统不仅要满足人们快速便捷的运输要求，还包含对加速度的控制。因此，高动态调速系统的研究是现代调速控制的重要研究方向。电机的机械运动方程：Td-Tl=Jdw/dt (1-2)其中， Td 是电磁转矩；Tl是负载转矩； J 是机械惯量； w 是转子角速度。从式 (1-2) 中可以看出， 电磁转矩是改变电机转速的唯一变量。如果控制系统能够准确地控制电机的电磁转矩，就能获得良好的转速调节性能。V/F 控制和转差频率控制对转矩控制是建立在电机稳态运转方程基础上（只考虑机械惯性，而忽略了电磁动态），所以控制性能只能满足稳态要求，而无法满足动态性能要求。交流调速方法中只有矢量控制和直接转矩控制可以控制动态电磁转矩，它们的控制性能可以抗衡甚至超过了直流调速系统，因为交流调速不存在直流电机的机械电流换相过程和交轴反应。高动态性能调速的发展方向是交流调速系统逐步替代直流调速系统，矢量控制和直接转矩控制就是高性能交流调速方案的代表。-