交流调速系统电子教案

交流调速教材
一、概述
交流调速系统是工业自动化领域中非常重要的组成部分，其性能的优劣直接影响到工业设备的运行效果。

而掌握交流调速技术，则能够更好地应对不断变化的工业需求。

本教材将为你揭示交流调速技术的奥秘，帮助你全面了解和掌握交流调速系统的知识。

二、课程目标
本教材的课程目标旨在让你掌握以下知识和技能：
1. 了解交流调速系统的基本原理和组成；
2. 掌握交流调速系统的控制策略和方法；
3. 熟悉交流调速系统的调试和维护技巧；
4. 掌握交流调速系统的应用实例和解决方案。

三、课程内容
本教材的课程内容共分为以下五个部分：
1. 交流调速系统基础知识
在这一部分，我们将介绍交流调速系统的基本概念、组成、分类和发展历程。

让你对交流调速系统有一个全面的认识，为后续的学习打下基础。

2. 交流调速系统控制策略和方法
在这一部分，我们将深入探讨交流调速系统的控制策略和方法，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

让你了解各种控制方法的原理和应用，为掌握交流调速技术打下坚实的基础。

3. 交流调速系统调试和维护技巧
在这一部分，我们将介绍交流调速系统的调试和维护技巧，包括通电调试、参数整定、故障排查等。

让你学会如何对交流调速系统进行调试和维护，保证系统的稳定性和可靠性。

4. 交流调速系统应用实例和解决方案
在这一部分，我们将通过介绍多个交流调速系统的应用实例和解决方案，让你了解不同领域中交流调速系统的应用和实现方式。

让你能够将所学知识应用到实际工作中，提升你的实践能力和解决问题的能力。

通
硬件的组成:
用
1>整流单元

变
2>逆变单元
频 器
3>滤波环节 4>计算机控制单元 5>主电路接线端子
的
6>控制电路接线端子
结
7>操作面板
构
8>冷却风扇
通用变频器的使用 1、变频器的选择 根据控制功能把通用变频器分为3类:普通功能型
V / f 控制变频器;具有转矩控制功能的 V / f 控制 变频器和矢量控制变频器。
其特性兼有ＭＯＳＦＥＴ和ＢＪＴ两者的优点。
IGBT的驱动与保护
采用EXB841模块驱动IGBT的接线图，其 中⑥脚用来采集集电极电压(电流大、电压 Uc升高)，若电流过大，Uc升高，则VD1截 止，模块内部电路使⑤脚呈现低电平，这样， 将使VL导通，发出过电流保护信号；
EXB841内部电路使IGBT的栅极呈现 5V低电平，使IGBT获得可靠截止保护。
变频器的调试和运行
变频器外部接线 FRN-G9S/P9S变频器的基本原理接线图
主电路接线端子
变频器的制动电阻安装方式 （1）容量较小的变频器，内部装有制动电阻，若需要较大
容量的外部制动电阻，可接在P(+)和DB之间； （2）7.5KW以上的变频器内的制动电阻,为了增加制动能
力,可将制动控制单元接于P(+)和N(-)端，外部制动电阻 接于P(+)和DB端。
• 由给定信号(给出转向及转速大小)→ 起动(或停止)信 号→给定积分器(实现平稳起动、减小起动电流)→ V/f 函数发生器(基频以下，恒压频比控制；基频以 上，恒压控制)→SPWM控制电路(由体现给定频率
和给定幅值的正弦信号波与三角波载波比较后产生 SPWM波)→驱动电路模块→主电路(IGBT管三相逆 变电路)→三相异步电动机(实现了VVVF调速) 。

交流调速系统与变频器应用教学设计前言交流调速系统与变频器是工业控制中常见的调速方式。

随着工业化程度的不断提高，交流调速系统与变频器应用也被越来越广泛地应用于各种机电设备中。

因此，掌握交流调速系统与变频器的原理及应用，对于工程师来说是必不可少的技能。

在本文中，我们将针对交流调速系统与变频器的原理、应用和教学设计等方面进行阐述。

希望能对读者提供帮助。

原理与应用交流调速系统交流调速系统, 是指通过改变交流电源频率，从而改变交流电机的转速的一种调速方式。

它的原理是利用变压器调节输入电压的大小，从而改变输出电压的大小。

同时，为了使交流电机具有稳定的调速性能，我们需要加入调速控制器。

交流调速系统的使用范围十分广泛。

例如，电梯、风机、水泵、压缩机等各种机电设备都广泛采用了交流调速系统。

变频器变频器是一种可以控制电机转速的设备。

它可以将电源频率转换为可变的交流电源，从而调整电机的转速。

其原理是利用PWM技术把固定频率的直流电变成固定幅值、宽度可调的脉冲串，然后将其变换为交流输出。

同时，为了使变频器具有良好的调速性能，还需要加入调速控制器。

变频器的应用非常广泛，例如：冶金设备、机床设备、印刷设备、风电设备等。

教学设计为了更好地教授学生交流调速系统与变频器的原理及应用，我们可以采用以下教学设计：•第一部分：理论基础在本部分中，我们需要仔细讲解交流调速系统和变频器的基本原理和工作方式。

这个过程应该越详细越好，以便让学生全面了解这两种调速系统。

•第二部分：应用实践在这一部分中，我们应该设置实验和演示，以便让学生亲自参与其中。

例如，在实验室中使用电动机和交流调速系统进行现场演示，让学生看到交流调速系统的调速效果。

同时，我们还可以让学生使用变频器来控制电机的转速，让他们在实际操作中体会变频器的特点。

•第三部分：综合实训在综合实训中，我们可以设置模拟实验和综合实操。

例如，通过模拟电路和软件控制来实现交流调速系统和变频器的设计和实现。

实验一双闭环三相异步电机调压调速系统实验一、实验目的(1) 了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的原理及组成。

(2) 了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。

(3) 通过测定系统的静态特性和动态特性，进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电机或线绕式异步电动机在转子中串入适当电阻后使机械特性变软其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动严重，为此常采用双闭环调速系统。

双闭环三相异步电机调压调速系统的主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。

控制部分由“电流调节器”、“速度变换”、“触发电路”、“正桥功放”等组成。

其系统原理框图如图1-1所示：整个调速系统采用了速度、电流两个反馈控制环。

这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同，而电流环的作用则有所不同。

在稳定运行情况下，电流环对电网扰动仍有较大的抗扰作用，但在启动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。

给左转子bII加电卩 1.异步电动机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正、反转，反 接和能耗制动。

但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率P s = SR 全部消耗在转子电阻中，使转子过热。

图1-1双闭环三相异步电机调压调速系统原理图四、实验内容 (1) 测定三相绕线式异步电动机转子串电阻时的机械特性。

(2)测定双闭环交流调压调速系统的静态特性。

五、 预习要求(1) 复习电力电子技术、 交流调速系统教材中有关三相晶闸管调压电路和异步电机晶闸管调压调速系 统的内容，掌握调压调速系统的工作原理。

(2) 学习有关三相晶闸管触发电路的内容，了解三相交流调压电路对触发电路的要求。