最新现代交流调速技术精编版

交流电机调速的方法交流电机调速的方法2010-06-2423:21一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下:1、具有较硬的机械特性，稳定性良好;2、无转差损耗，效率高;3、接线简单、控制方便、价格低;4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速;5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。

本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。

变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。

其特点:1、效率高，调速过程中没有附加损耗;2、应用范围广，可用于笼型异步电动机;3、调速范围大，特性硬，精度高;4、技术复杂，造价高，维护检修困难。

5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。

大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。

根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为:1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高;2、装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上;3、调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产;4、晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

5、本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。

在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的机电能量转换效率；二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度.电动机的调速性能如何对提高产品质量、提高劳动生产率和节省电能有着直接的决定性影响。

因此,调速技术一直是研究的热点。

长期以来,直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。

直流电动机在额定转速以下运行时,保持励磁电流恒定,可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速;在额定转速以上运行时,保持电枢电压恒定,可用改变励磁的方法实现恒功率调速。

采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

因此,20 世纪80 年代以前,在变速传动领域中,直流调速一直占据主导地位。

近几年来,科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础。

交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一样,而且成本和维护费用比直流电动机系统更低,可靠性更高。

目前,国外先进的工业国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势,而交流变频调速装置的生产大幅度上升。

以日本为例,1975 年在调速领域,直流占80 %, 交流占20 %;1985 年交流占80 %, 直流占20 % 。

到目前为止,日本除了个别的地方还继续采用直流电机驱动外,几乎所有的调速系统都采用交流变频装置。

因此,采用高效率经济型的交流调速系统来取代原有的直流电动机调速系统,是电机调速发展的新动向。

1.现代交流调速技术的发展现代交流调速的法阵可分为几个阶段20 世纪60 年代中期,德国的A Schonung 等人率先提出了脉宽调制变频的思想,他们把通信系统中的调制技术推广应用于变频调速中,为现代交流调速技术的发展和实用化开辟了新的道路。

从此,交流调速理论及应用技术大致沿下述四个方面发展。

（1）电力电子器件的蓬勃发展电力电子器件是现代交流调速装置的支柱,其发展直接决定和影响交流调速技术的发展。

交流调速系统概述1.1、交流调速系统的特点对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类,这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的。

所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。

相比于直流电动机，交流电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。

随着电力电子技术，大规模集成电路和计算机控制技术的迅速发展，交流可调传动得到了广泛的发展，诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速，特别是矢量控制技术的应用，使得交流调速系统逐步具备了宽的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。

现在从数百瓦的伺服系统到数百千瓦的特大功率高速传动系统，从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围的调速传动，从单机传动到多机协调运转，已几乎都可采用交流调速传动。

1.2交流调速系统的应用由于交流调速系统的优越性，其已经普遍应用于现代工业中，主要由以下几个方面：（1）、风机、水泵、压缩机耗能占工业用电的40%，进行变频、串级调速，可以节能。

（2）、对电梯等垂直升降装置调速实现无级调速，运行平稳、档次提高。

（3）、纺织、造纸、印刷、烟草等各种生产机械，采用交流无级变速，提高产品的质量和效率。

（4）、钢铁企业在轧钢、输料、通风等多种电气传动设备上使用交流变频传动。

（5）、有色冶金行业如冶炼厂对回转炉、培烧炉、球磨机、给料等进行变频无级调速控制。

（6）、油田利用变频器拖动输油泵控制输油管线输油。

此外，在炼油行业变频器还被应用于锅炉引风、送风、输煤等控制系统。

（7）、变频器用于供水企业、高层建筑的恒压供水。

（8）、变频器在食品、饮料、包装生产线上被广泛使用，提高调速性能和产品质量。

（9）、变频器在建材、陶瓷行业也获得大量应用。

1.脉宽调制（PWM）是用宽度不等的一系列矩形脉冲去逼近一个所需要的电压或者电流信号。

2.同步调制：在改变调制信号周期的同时成比例地改变载波周期，使载波频率与调制信号频率的比值保持不变称为同步调制。

异步调制：在调制信号周期变化的同时，载波周期仍然保持不变称为异步调制。

3.单极性调制（三角波载波的调制）：在同一周期的正、负半波内分别使同相上、下桥臂的元件工作。

为了使波形对称载波比N为偶数。

双极性调制（锯齿波载波的调制）：同相上、下桥臂的元件的控制信号互补。

载波比N为奇数。

4.规则采样法：是一种在采用微机实现时实用的PWM波形生成方法。

自然采样法：由调制信号波和载波自然相交而成。

5.串级调速:在转子侧串入一个与转子回路频率相同的交流附加电动势,可以通过调节该装置的相位来达到调速的目的.附加电动势E add的特点：1.附加电动势Eadd的频率要和转子频率相同，即E add的频率可调，2.电压可变.3.能可逆的传输功率。

6.交流调压调速:用改变异步电动机定子电压来实现调速,方法有:在定子侧加变压器;在定子回路串电阻,用晶闸管元件组成的调压器.7.晶闸管三相调压电路联接方式:全波调压电路,半波调压电路,Y型联接调压电路,∆形联接调压电路8.串级调速中，当β角增大时，转速也增大,功率因素降低.9.调速方式有:调压调速,串级调速,变频调速.10.矢量变换包括:三相/两相变换(3S/2S);直角坐标/极坐标变换器（K/P）;矢量旋转变换器（2S/2R）.11.异步电动机的控制：矢量变换控制，直接转矩控制。

13.坐标变换和矢量变换的原则：１磁场等效，２功率守恒14.异步电动机的数学模型有四个方程：电压方程，磁链方程，转矩方程，运动方程15.系统设计所需的保护电路有：过电流保护电路，过压和欠电压保护电路，过热保护电路，接地故障检测电路，熔断器熔断检测电路。

16．变频调速的控制方式：恒磁通控制（适应于基频以下调速）恒电压控制（基频以上）恒电流控制（保持定子电流幅值恒定，过载能力差，只适应负载变化不大场合4.串级调速系统中电动机的选择：1.串级调速时，电动机最大转矩为其固有的最大转矩的0.826倍。

交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用三相交流电机调速有哪些方法1 变极调速.2变频调速.3变转差率调速...三相交流电机有很多种。

1.普通三相鼠笼式。

这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。

2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。

这种方式常用在吊车上。

长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。

通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。

相当于改变回路中的电阻达到同上效果。

转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。

这种方式称为串级调速。

配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。

3.多极电机。

这种电机有一组或多组绕组。

通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。

最常见的4/2极电机用（角/双Y)接。

4.三相整流子电机。

这是一种很老式的调速电机，现在很用了。

这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。

通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。

这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。

原理是有点象串砺直流机。

5.滑差调速器。

这种方式其实不是改变电机转速。

而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来调速的。

还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。

严格上来说不算是三相电机的调还方式。

但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。

直流电机的调速方法一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，而常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体，所以只好调节电枢电压，要说有那几种调节电枢电压方法，常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。

PWM的H型属于调压调速。

PWM的H桥只能实现大功率调速。

国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。