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交直流调速系统•引言•交直流调速系统基本原理•交直流调速系统组成与结构目录•交直流调速系统控制策略•交直流调速系统性能分析•交直流调速系统设计与实践•交直流调速系统应用与展望引言01CATALOGUE调速系统概述调速系统的定义调速系统是一种能够改变电动机转速的控制系统，通过调整电动机的输入电压、频率等参数，实现对电动机转速的精确控制。
调速系统的分类根据电动机类型不同，调速系统可分为直流调速系统和交流调速系统两大类。
其中，直流调速系统具有调速范围广、静差率小等优点，而交流调速系统则具有结构简单、维护方便等特点。
交直流调速系统的发展与应用发展历程交直流调速系统经历了从模拟控制到数字控制的发展历程。
早期的调速系统主要采用模拟控制技术，随着计算机技术的发展，数字控制技术逐渐取代了模拟控制技术，使得调速系统的性能得到了显著提升。
应用领域交直流调速系统广泛应用于工业生产的各个领域，如机械制造、冶金、化工、纺织等。
在现代化生产线中，交直流调速系统是实现自动化生产的关键技术之一，对于提高生产效率、降低能耗具有重要意义。
交直流调速系统基本原理02CATALOGUE直流电机通过电枢电流和磁通量的相互作用产生转矩，实现电机的旋转运动。
直流电机原理调速方式控制策略直流调速系统通过改变电枢电压、电枢电阻或磁通量来调节电机的转速。
直流调速系统常采用PID 控制、模糊控制等策略，实现电机转速的精确控制。
030201交流电机通过定子电流产生的旋转磁场与转子电流的相互作用，实现电机的旋转运动。
交流电机原理交流调速系统通过改变定子电压、频率或改变电机结构等方式来调节电机的转速。
调速方式交流调速系统常采用矢量控制、直接转矩控制等策略，实现电机转速的精确控制。
控制策略交直流混合调速系统原理混合调速原理交直流混合调速系统结合了直流和交流调速系统的优点，通过交直流变换器实现能量的双向流动和转速的精确控制。
能量转换交直流混合调速系统通过交直流变换器将直流电能转换为交流电能，或将交流电能转换为直流电能，以满足不同负载的需求。
第1章绪论1-1 直流调速系统有那些缺点?答：（1）：直流电动机结构复杂，成本高，故障多，且维修困难。
（2）：使用场合受到限制，易燃易爆易腐蚀等恶环境不适用。
（3）：直流电动机换向器的换向能力限制了单机容量及最高转速。
1-2．交流调速系统的应用领域主要有哪几方面?答：（1）：以节能为目的，改恒速为调速的交流调速系统。
（2）：高性能交流调速系统和伺服系统。
（3）：特大容量，极高转速的交流调速系统。
（4）：取代热机、液压、气动控制的交流调速系统以及取代直流调速的交流调速系统。
1-3．交流调速系统按电动机参变量可分为哪几种类型?答：（1）：变级调速（2）：变转差率调速（3）：变频调速1-4．变频调速系统有哪些优点?答：调速范围大、稳定性能好、可靠性高、运行效率高、功率因数高、节电效果显著。
1-5．简述通用变频器的发展方向答：提高控制性能、减少装置体积、模块化、网络化、智能化。
第2章异步电动机调压调速系统2-1 交流异步电动机有哪些调压调速方法，各自的特点如何？答：1）定子串电抗器调压调速。
特点：控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。
2）串自耦变压器调压调速。
特点：应用于小容量电机，体积重量大。
3）晶闸管组成的交流调压器实现的调压调速。
特点：体积小、重量轻、惯性小且控制方便、损耗低。
2-2 电磁转差离合器调速系统输出轴的转速能否与原动机的转速相等？为什么？如果要改变输出轴的旋转方向，如何实现？答：不能相等。
因为如果相等磁极和电枢间没有相对运动，转矩没有了，磁极的转速不能维持。
如果要改变输出轴的旋转方向，可通过改变电枢的旋转方向（即原动机的旋转方向）来实现。
2-3简述交流调压调速系统的优缺点和适用场合。
答： 调压调速系统的主要优点是电路简单，价格便宜，使用维护较方便；主要缺点是转差率损耗大，效率低。
应用范围：调速范围在10:1以内的设备，如低速电梯、起重机械、风机类机械。
2-4调定子电压调速时异步电动机具有怎样的机械特性？如何拓宽调速范围？答：机械特性变软、调速范围变小。
变频调速原理及概述异步电机调速系统的种类很多，但是效率最高、性能最好、应用最广的是变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，是交流调速的主要发展方向。
变频调速是以变频器向交流电机供电，并构成开环或闭环系统，从而实现对交流电机的宽范围内无极调速。
变频器可把固定电压、固定频率的交流电压变换为可调电压、可调频率的交流电。
在变换过程中。
没有直流环节的称为交-交变频器，有中间直流环节的称为交-直-交变频器。
由直流电变为交流电的变换器称为逆变器。
目前应用最广的是交-直-交变频器，通常由整流器、中间直流储能电路和逆变器三部分组成。
人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动，除变频以外的另外一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。
交流调速传动控制技术之所以发展的如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件（包括半控型和全控型器件）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM（Pulse Width Modulation）技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。
变频器的发展：近二十年来，以功率晶体管GTR为逆变器功率元件、8位微处理器为控制核心、按压频比U/f控制原理实现异步机调速的变频器，在性能和品种上出现了巨大的技术进步。
其一，是所用的电力电子器件GTR以基本上为绝缘栅双极晶体管IGBT所替代，进而广泛采用性能更为完善的智能功率模块IPM，使得变频器的容量和电压等级不断地扩大和提高。
其二，是8位微处理器基本上为16位微处理器所替代，进而有采用功能更强的32位微处理器或双CPU，使得变频器的功能从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的综合功能。
其三，是在改善压频比控制性能的同时，推出能实现矢量控制和转矩直接控制的变频器，使得变频器不仅能实现调速，还可进行伺服控制。
《交直流调系统系统》（第三版）习题答案第1章 直流调速简介思考题答案1.1.3-1 调压调速、串电阻调速、弱磁调速。
调压调速。
1.1.3-2 弱磁调速，调压调速，串电阻调速。
1.2.3-1 直流调速系统经历了G-M 调速系统、V-M 调速系统、PWM 调速系统三个发展阶段，目前应用最广的是V-M 调速系统。
1.2.3-2 V-M 系统由给定电路、整流电路（含触发电路）、电机主回路、励磁电源等几部分构成。
给定电路电压为0，电机不转，给定电压升高，电机转速升高，反之，给定电减小，电机转速降低。
1.3.2-1额定负载下，生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转速之比称为调速范围。
当系统在某一机械特性下运行时，电动机的负载由理想空载增加到额定负载时所对应的转速降N n ∆与理想空载转速0n 之比，称为静差率。
1.3.2-2 静差率是针对某一条机械特性曲线定义的，调速系统的静差率指的是最低转速min n 所在特性曲线的静差率。
1.3.2-3 （1）对某一条机械特性曲线而言，显然特性越硬，静差率越小；（2）对不同机械特性曲线，各曲线硬度相同时，静差率是不同的。
（3）系统的调速范围是满足某静差要求下的调速范围，静差率是某调速范围下的静差率。
两者之间的关系式为()N N1sn D s n =-∆ 1.3.2-4150010150D =＝，稳态转速降()()N N 0.0515007.89r/min 11010.05sn n D s ⨯∆-＝＝＝－ 1.5-1 通过调节给定电路的给定电压来控制电机的转速：给定电路电压为0，电机不转，给定电压升高，电机转速升高，反之，给定电减小，电机转速降低1.5-2 （1）先将负载电阻调至最大，给定电压调到零，此时电机不转；（2）慢慢增加给定电压，将电机转速升到1000r/min ；（3）减小负载电阻，电枢电流会增大，使之增大到1.1A ；（4）增大负载电流时，转速会有所下降，再增加给定电压转速会升高，但电流也会增大，适当增大负载电阻让电流回到1.1A 。
