1、第六章 電力牽引傳動系統(tǒng)（一）1最新課件第六章 電力牽引傳動系統(tǒng)1最新課件概述2 牽引供電方式直流牽引傳動系統(tǒng)構成及原理交流牽引傳動系統(tǒng)的構成及原理5 電力牽引系統(tǒng)主要設備城軌車輛能量回饋系統(tǒng)7 大功率交流傳動互饋試驗系統(tǒng)2最新課件概述2最新課件 電力牽引是一種將電能作為動力的牽引方式。軌道交通車輛的電力牽引系統(tǒng)的基本功能是車輛經(jīng)牽引供電網(wǎng)絡吸取電能轉變?yōu)轵寗榆囕v所需的機械能，或者是將車輛的機械能變?yōu)殡娔?，對車輛實施電制動。 所以電力牽引系統(tǒng)以牽引電機為控制對象，通過對電機牽引力和速度的調節(jié)，滿足車輛牽引和制動特性的需要。概述3最新課件 電力牽引是一種將電能作為動力的牽引方式。軌道軌道交通電力

2、牽引系統(tǒng)主要類型根據(jù)供電電壓制式可分為： 直流：600，750，1500，3000V (標稱值) 交流：15000，25000V(標稱值)根據(jù)牽引電機可分為： 直流電力牽引系統(tǒng) 交流電力牽引系統(tǒng)4最新課件軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型根據(jù)供電電壓制式可分為：4最新課軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型直流傳動系統(tǒng)框圖直流-直流（城軌）交流-直流（干線鐵路）（直流）5最新課件軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型直流傳動系統(tǒng)框圖直流-直流（城軌軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型交流傳動系統(tǒng)框圖（城軌）（干線鐵路）6最新課件軌道交通電力牽引系統(tǒng)主要類型交流傳動系統(tǒng)框圖（城軌）（干線鐵 牽引變壓器將牽引網(wǎng)供給的25kV單相交

3、流電壓降低，以滿足變流器的工作要求（一般在12kV左右）。 對于“交直”傳動系統(tǒng)，變流器主要實現(xiàn)整流功能，通過相控整流將交流電壓變?yōu)榇笮】煽氐闹绷麟妷海?對于“交直交”系統(tǒng)，變流器首先通過脈寬整流將交流電變?yōu)橹绷麟姡賹⒅绷髂孀優(yōu)榉岛皖l率均可控的三相對稱交流電。 變流器輸出可調的直流/交流電壓，供給直流/交流牽引電機工作，產(chǎn)生所需要的牽引力。干線鐵路機車、動車組牽引系統(tǒng)7最新課件 牽引變壓器將牽引網(wǎng)供給的25kV單相交流電壓 對于直流傳動系統(tǒng)，變流器主要作用為調壓； 對于交流傳動系統(tǒng)，變流器將直流逆變?yōu)榉岛皖l率均可控的三相對稱交流電。 變流器輸出可調的直流/交流電壓，供給直流/交流牽引電機

4、工作，產(chǎn)生所需要的牽引力。城市軌道車輛電力牽引系統(tǒng)8最新課件 對于直流傳動系統(tǒng)，變流器主要作用為調壓；城市城軌車輛： 電氣牽引時，DC750V或DC1500V直流電壓，然后經(jīng)三相逆變器變?yōu)榻涣魅嚯妷?，給牽引電機供電，實現(xiàn)電能到機械能的轉換。 電氣制動時，牽引電機機械能轉換為電能，經(jīng)三相逆變器變?yōu)橹绷麟妷悍答伒诫娋W(wǎng)，實現(xiàn)機械能到電能的轉換，也稱為再生制動；或通過制動電阻，將機械能轉化為熱能。9最新課件城軌車輛： 9最新課件干線鐵路車輛： 電氣牽引時，25kV交流電經(jīng)變壓器降壓后，經(jīng)四象限變流器變?yōu)橹绷麟妷?，然后?jīng)三相逆變器變?yōu)榻涣魅嚯妷?，給牽引電機供電，實現(xiàn)電能到機械能的轉換。 電氣制動時，

5、牽引電機機械能轉換為電能，經(jīng)三相逆變器變?yōu)橹绷麟妷骸⒔?jīng)四象限變流器變?yōu)閱蜗嘟涣麟妷?，?jīng)變壓器反饋到25kV電網(wǎng)，實現(xiàn)機械能到電能的轉換，也成為再生制動。10最新課件干線鐵路車輛： 10最新課件概述2 牽引供電方式直流牽引傳動系統(tǒng)構成及原理交流牽引傳動系統(tǒng)的構成及原理5 電力牽引系統(tǒng)主要設備城軌車輛能量回饋系統(tǒng)7 大功率交流傳動互饋試驗系統(tǒng)11最新課件概述11最新課件電力系統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、分配、消費電能的發(fā)電機、變壓器、電力線路、各種用電設備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一體。12最新課件電力系統(tǒng)12最新課件13最新課件13最新課件動力部分： 火電站的鍋爐、汽輪機； 水電站的水庫、水輪機； 熱電站的熱力網(wǎng)；

6、風能； 太能能； 核能；14最新課件動力部分：14最新課件15最新課件15最新課件16最新課件16最新課件17最新課件17最新課件交流牽引供電系統(tǒng)18最新課件交流牽引供電系統(tǒng)18最新課件交流牽引供電系統(tǒng)19最新課件交流牽引供電系統(tǒng)19最新課件直流牽引供電系統(tǒng)20最新課件直流牽引供電系統(tǒng)20最新課件21最新課件21最新課件電力源及主變電站城市軌道交通的電源可以來自國家電網(wǎng)或發(fā)電站(廠)。由于城市軌道交通系統(tǒng)位于城市區(qū)域內(nèi)，這里有國家電力系統(tǒng)的區(qū)域變電站，因此多數(shù)城市軌道交通系統(tǒng)可從區(qū)域變電站得電，其電壓一般為1035 kV。如果區(qū)域變電站的負荷有限，則需為城市軌道交通系統(tǒng)專設主(降壓)變電站，將

7、國家電網(wǎng)的高壓(110220 kV)降為中壓(1035 kV)，并通過牽引供電網(wǎng)絡將電能分配到每一個牽引變電所和降壓變電所。 22最新課件電力源及主變電站城市軌道交通的電源可以來自國家電網(wǎng)或發(fā)電站(從發(fā)電廠(站)經(jīng)升壓、高壓輸電線到區(qū)域變電站(如可供軌道交通使用)或主(降壓)變電站的部分，通常被稱為供電系統(tǒng)的“外部供電系統(tǒng)，也稱“一次供電系統(tǒng)”；從主(降壓)變電站及其以后的部分統(tǒng)稱為“牽引供電系統(tǒng)”。23最新課件從發(fā)電廠(站)經(jīng)升壓、高壓輸電線到區(qū)域變電站(如可供軌道交通牽引變電所牽引變電所的任務就是將電力系統(tǒng)提供的三相工頻交流電通過變壓或變流轉變?yōu)楸揪€電動車輛可用的電源。 根據(jù)電流制的不同，

8、牽引變電所又分為直流牽引變電所和交流牽引變電所。24最新課件牽引變電所24最新課件 城市軌道交通采用直流供電制式是因為城市軌道交通運輸?shù)牧熊嚬β什⒉皇呛艽螅涔╇姲霃剑ǚ秶┮膊淮?，因此供電電壓不需要太高，還由于直流制比交流制的電壓損失?。ㄍ瑯与妷旱燃壪拢?。 另外由于城市內(nèi)的軌道交通，供電線路都處在城市建筑群之間，供電電壓不宜太高，以確保安全?；谝陨显颍澜绺鲊鞘熊壍澜煌ǖ墓╇婋妷憾荚谥绷?5501500V之間 。25最新課件 城市軌道交通采用直流供電制式是因為城市軌道交通運輸?shù)牧熊嚬ΜF(xiàn)在，國際電工委員會擬定的電壓標準為600 V、750 V和1500 V三種，后兩種為推薦值。我國國家標

9、準也規(guī)定為750 V和1500V。26最新課件現(xiàn)在，國際電工委員會擬定的電壓標準為600 V、750 V和以北京和天津為代表的北方地區(qū)采用DC 750V供電電壓制式，允許電壓波動范圍為DC 500VDC 900V，第三軌受流；以上海和廣州為代表的南方地區(qū)采用DC 1500V供電電壓制式，允許電壓波動范圍為DC 1000VDC 1800V，架空接觸網(wǎng)受電弓受流。 27最新課件以北京和天津為代表的北方地區(qū)采用DC 750V供電電壓制式，從減少電能損失和電壓降，延長供電距離以降低牽引變電站的數(shù)量及投資，以及從降低受流接觸網(wǎng)的懸掛重量、降低結構復雜性及投資而言，采用DC 1500V的牽引供電電壓制式比

10、采用DC 750V的牽引供電電壓制式要經(jīng)濟得多。高耐壓電力電子變流器件的發(fā)展，為采用DC 1500V供電的城市軌道交通牽引傳動系統(tǒng)提供了可靠的技術保障。因此，今后我國的城市軌道交通牽引傳動系統(tǒng)的供電電壓制式的發(fā)展趨勢應該是逐步采用統(tǒng)一的DC 1500 V。28最新課件從減少電能損失和電壓降，延長供電距離以降低牽引變電站的數(shù)量及牽引供電整流裝置將高壓交流(10kV或35kV)變?yōu)橹绷麟?750V或1500V)，為了提高直流電的供電質量，降低直流電源的脈動量，通常采用多脈波整流的方法，如12脈波，24脈波整流，直流供電網(wǎng)整流方式29最新課件牽引供電整流裝置將高壓交流(10kV或35kV)變?yōu)橹绷麟?/p>

11、(接觸網(wǎng) 接觸網(wǎng)是將牽引變電所的電源傳送給電動車輛的導體。電動車輛通過受電弓(或受流器、集電靴)獲得電能，驅動牽引電動機使列車運行。30最新課件接觸網(wǎng) 30最新課件廣義的接觸網(wǎng)大體可分為接觸導線(習慣稱為接觸網(wǎng))及接觸軌兩大類。接觸導線懸掛于軌道上方，接觸軌位于軌道中部或側面。上海地鐵采用架空式接觸網(wǎng)北京地鐵采用接觸軌，接觸軌安裝于線路行車方向的左側，集電靴采用上部接觸方式受電。接觸網(wǎng)分類31最新課件廣義的接觸網(wǎng)大體可分為接觸導線(習慣稱為接觸網(wǎng))及接觸軌兩大概述2 牽引供電方式直流牽引傳動系統(tǒng)構成及原理交流牽引傳動系統(tǒng)的構成及原理5 電力牽引系統(tǒng)主要設備城軌車輛能量回饋系統(tǒng)7 大功率交流傳動

12、互饋試驗系統(tǒng)32最新課件概述32最新課件一、直流電機極掌NSNS極心勵磁繞組機座轉子直流電動機的磁極和磁路 直流電機由定子、轉子兩部分構成。直流牽引傳動系統(tǒng)33最新課件一、直流電機極掌NSNS極心勵磁繞組直流電機 直流電機各部分的作用：定子的作用是用來產(chǎn)生磁場，提供磁路和作為電機的機械支撐極掌NSNS極心勵磁繞組機座轉子轉子部分是用來產(chǎn)生感應電勢和電磁轉矩從而實現(xiàn)機電能量轉換的主要部件轉子通過軸承與定子保持相對位置，使兩者之間有一個空氣隙34最新課件直流電機 直流電機各部分的作用：定子的作用是用來產(chǎn)生磁 直流電動機工作原理 載流導體在磁場中將會受到力的作用，若磁場與載流導體互相垂直，作用在導體

13、上的電磁力大小為： f = BliB:磁密 l：導體長度； i：導體中電流力的方向用左手定則確定35最新課件 直流電動機工作原理 載流導體在磁場中將 直流電動機工作原理換向 電樞繞組兩端分別接在兩個相互絕緣而和繞組同軸旋轉的半圓形銅片換向片上，組成一個換向器。換向器上壓著固定不動的炭質電刷。36最新課件 直流電動機工作原理換向 電樞繞組兩端分 直流電動機工作原理 當電樞轉到圖a所示位置時，ab邊在N極下，cd邊在S極下，電磁轉矩方向如圖所示。37最新課件 直流電動機工作原理 當電樞轉到圖a所示位置時，a 直流電動機工作原理 當電樞轉到上圖b所示位置時，ab邊轉到了S極下，cd邊轉到了N極下，但

14、由于換向器隨同一起旋轉，使得電刷 A總是接觸 N極下的導線，而電刷B總是接觸S極下的導線，故電流流動方向發(fā)生改變，電磁轉矩方向不變。38最新課件 直流電動機工作原理 當電樞轉到上圖b所示位置時， 直流電機分類：根據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的聯(lián)接方式主要分為他勵、并勵、串勵和復勵四種。39最新課件 直流電機分類：根據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的聯(lián)接方式主 機械特性：電動機是用來拖動車輛運行的，而車輛運行對電動機提出的主要要求是轉速和轉矩。n0T串勵電動機機械特性他勵電動機機械特性40最新課件 機械特性：電動機是用來拖動車輛運行的，而車輛運行串勵電動機機械特性 對于串勵電動機，低轉速時，電機轉矩很大，有利于重載

15、啟動，高轉速時，轉矩很小。41最新課件串勵電動機機械特性 對于串勵電動機，低轉速時，直流牽引調速系統(tǒng)直流電機的基本調速方法直流牽引電動機調速的基本形式42最新課件直流牽引調速系統(tǒng)直流電機的基本調速方法42最新課件基本調速方法 在上式中，CE是常數(shù)，Id與電磁轉矩成正比，因此調節(jié)電動機的轉速可以有三種方法： 調解電樞供電電壓U 減弱勵磁磁通 改變電樞回路電阻R43最新課件基本調速方法 在上式中，CE是常數(shù)，Id與（一）調壓法： （1）變阻控制 調節(jié)電阻的方法又可分為兩類，即采用有觸點組合式凸輪開關調阻和無觸點斬波調阻。有觸點開關調阻基本調速方法（直-直系統(tǒng)）44最新課件（一）調壓法：有觸點開關調

16、阻基本調速方法（直-直系統(tǒng)）44最直流斬波電路原理直流斬波電壓波形（一）調壓法： （2）斬波調壓導通比基本調速方法（直-直系統(tǒng)）45最新課件直流斬波電路原理直流斬波電壓波形（一）調壓法：導通比基本調速 改變負載平均電壓有三種典型的控制方法: （1）定頻調寬控制（脈寬調制）：即保持斬波周期T不變，改變斬波器導通時間，從而改變負載平均電壓?；菊{速方法（直-直系統(tǒng)）46最新課件 改變負載平均電壓有三種典型的控制方法:基本調速（2）定寬調頻控制（頻率調制）：即保持斬波器導通時間不變，通過改變斬波器周期T來改變負載平均電壓。基本調速方法（直-直系統(tǒng)）47最新課件（2）定寬調頻控制（頻率調制）：即保持斬

17、波器導通時間不變，通（3）調頻調寬混合控制：不但改變斬波器的工作頻率，而且改變斬波器的導通時間。基本調速方法（直-直系統(tǒng)）48最新課件（3）調頻調寬混合控制：不但改變斬波器的工作頻率，而且改變斬 三種典型控制方法特點: （1）定頻調寬控制：頻率固定，易于設計消除高次諧波的濾波器。 （2）定寬調頻控制：控制方便，易發(fā)生共振及干擾通信信號。 （3）調頻調寬混合控制：常用在需要大幅度改變輸入電壓，同樣帶來濾波器設計困難等問題。基本調速方法（直-直系統(tǒng)）49最新課件 三種典型控制方法特點:基本調速方法（直-直系統(tǒng)）49最新課（二）調節(jié)主極磁通：50最新課件（二）調節(jié)主極磁通：50最新課件直-直系統(tǒng)的電

18、制動（一）電阻制動：電機牽引工況他勵電阻制動工況51最新課件直-直系統(tǒng)的電制動（一）電阻制動：電機牽引工況他勵電阻制動工（二）再生制動：直-直系統(tǒng)的電制動52最新課件（二）再生制動：直-直系統(tǒng)的電制動52最新課件 在干線鐵路軌道交通車輛中： 直流控制系統(tǒng)采用相控整流控制方式。全控橋式整流控制方式；半控橋式整流控制方式；多段橋順序控制方式； 基本調速方法（交-直系統(tǒng)）53最新課件 在干線鐵路軌道交通車輛中：基本調速方法（交-直系統(tǒng)）全控橋式整流控制方式 全控整流電路 改變可控硅改變整流電壓ud波形改變Ud。 全控橋整流波形 基本調速方法（交-直系統(tǒng)）54最新課件全控橋式整流控制方式 全控整流電路

19、 改變可控硅改變半控橋式整流控制方式 半控整流電路 改變可控硅改變整流電壓ud波形改變Ud。 半控橋整流波形 基本調速方法（交-直系統(tǒng)）55最新課件半控橋式整流控制方式 半控整流電路 改變可控硅改變兩段半控橋電路兩段半控橋電路 兩段半控橋波形 變壓器副邊兩段，分別給半控橋RM1、RM2供電，兩橋串后向電機供電。低壓段，RM1逐漸開放，RM2關斷；高壓段，RM1全開放，RM2逐漸開放；基本調速方法（交-直系統(tǒng)）56最新課件兩段半控橋電路兩段半控橋電路 兩段半控橋波形 變壓器副邊兩三段不等分半控橋式電路三段不等分半控橋電路 第一段，低壓調節(jié)（大橋調壓）。繞組ax1、T1、T2、D1、D2工作，D3

20、、D4聯(lián)通電路；T3T6均關斷； 第二段，中壓調節(jié)（小橋調壓）。大橋滿開放（即1=0），繞組bc、T3、T4、及D3、D4投入工作；T5、T6關斷；第三段，高壓調節(jié)，前兩段橋滿開放（即1=0、2=0），繞組cx2、T5、T6也工作，基本調速方法（交-直系統(tǒng)）57最新課件三段不等分半控橋式電路三段不等分半控橋電路 第一段，低壓調三段不等分半控橋式電路三段不等分半控橋電路 三段不等分半控橋波形 基本調速方法（交-直系統(tǒng)）58最新課件三段不等分半控橋式電路三段不等分半控橋電路 三段不等分半控四段經(jīng)濟半控橋式電路四段經(jīng)濟半控橋電路 四段經(jīng)濟橋與三段不等分橋電路相同，只是控制順序不同。第一段，移相控制T

21、3、T4，繞組bc、T3、T4、D3、D4工作，D1、D2聯(lián)通電路，T1、T2、T5、T6均封鎖，僅bc段繞組流過電流；第二段，一段橋滿開放，移相控制T5、T6，繞組bc和cx2、T3T6、D3、D4工作，D1、D2聯(lián)通電路，T1、T2封鎖；過渡，2=0時，將bx2段負載全轉移到ax1上。（二繞組匝數(shù)相等，合理控制實現(xiàn)無沖擊平滑轉移）電壓過零時刻滿開放T1、T2，并封鎖T3T6。電機端壓不變；第三段，維持T1、T2滿開放，再次控制T3、T4，使bc段再次投入工作；第四段，維持T1T4滿開放，再次控制T5、T6，使cx2段再次投入工作；基本調速方法（交-直系統(tǒng)）59最新課件四段經(jīng)濟半控橋式電路四

22、段經(jīng)濟半控橋電路 四段經(jīng)濟橋與不同整流電路功率系數(shù) 1 不可控整流電路2 全控橋式整流電路3 半控橋式整流電路4 兩段半控橋式整流電路5 三段不等分半控橋式整流電路6 四段經(jīng)濟半控橋式整流電路基本調速方法（交-直系統(tǒng)）60最新課件不同整流電路功率系數(shù) 1 不可控整流電路基本調速方法（交-直交-直系統(tǒng)的電制動電阻制動：電機牽引工況他勵電阻制動工況61最新課件交-直系統(tǒng)的電制動電阻制動：電機牽引工況他勵電阻制動工況61概述2 牽引供電方式直流牽引傳動系統(tǒng)構成及原理交流牽引傳動系統(tǒng)的構成及原理5 電力牽引系統(tǒng)主要設備城軌車輛能量回饋系統(tǒng)7 大功率交流傳動互饋試驗系統(tǒng)62最新課件概述62最新課件一、交

23、流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況二、三相異步電機三、交流電機調速系統(tǒng)四、交流傳動的脈寬調制技術63最新課件一、交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況63最新課件交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 直流電力傳動優(yōu)點：具有良好的調速性能 直流電力傳動缺點：防空轉性能較差；換向器與電刷，因而帶來了較大的體積與重量，容易產(chǎn)生環(huán)火以及繁雜的維護問題。64最新課件交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 直流電力傳動優(yōu)點交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 交流電力傳動特點： 電機結構簡單，成本較低； 工作可靠，壽命長，維修、運行費用低； 防空轉能力好。65最新課件交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況 交流電力傳動特點： 第一階段：交流電動機數(shù)學模型復雜，初期，人們

24、對其調速特點沒有很好的掌握； 第二階段：充分掌握其調速理論，受變流器本身限制，調速裝置無法實現(xiàn)； 第三階段：電力電子器件的發(fā)展促進了交流電機的應用。 交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況66最新課件 第一階段：交流電動機數(shù)學模型復雜，初 交流牽引系統(tǒng)已被世界各國公認為近代最優(yōu)越的牽引調速系統(tǒng)，交流牽引也是今后世界各國軌道交通發(fā)展的總趨勢。交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況67最新課件交流牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展概況67最新課件三相異步電機基本結構三相異步電機由定子、轉子及其他附屬設備構成68最新課件三相異步電機基本結構三相異步電機由定子、轉子及其他附屬設備構三相異步電機基本結構1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A

25、 -XB -Y C- Z三相繞組機座：鑄鋼或鑄鐵69最新課件三相異步電機基本結構1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽A -X三2.轉子轉子分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。 (1) 鼠籠式轉子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體，形成轉子繞組。 鐵芯：由外周有槽的硅鋼片疊成。 (2) 繞線式轉子 同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。70最新課件2.轉子轉子分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。 (1) 鼠籠式轉子三相異步電機工作原理 定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉磁場的產(chǎn)生o71最新課件三相異步電機工作原理 定子三相繞組通入三AXBYCZ1o i : “+” 首端流入，尾端流出。 i

26、: “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出()電流入三相異步電機工作原理72最新課件o i : “+” 首端流入，尾端流出。 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相電流合成磁場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉60合成磁場旋轉90600o三相異步電機工作原理73最新課件 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相電流AXYCBZAXYCBZAXYCBZ 可以看出，旋轉磁場是一對磁極。級對數(shù)就是旋轉磁場的級對數(shù)。根據(jù)繞組的不同安排，可產(chǎn)生兩對、三對或更多對數(shù)的旋轉磁場。合成磁場方向向下合成磁場旋轉60合成磁場旋轉90三相異步電機工作原理74最新課件AXYCBZAXYCBZ

27、AXYCBZ 可以看出，旋轉2. 轉動原理定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針 切割轉子導體右手定則感應電動勢 E20旋轉磁場感應電流 I2旋轉磁場左手定則電磁力F電磁轉矩TnAXYCBZFF三相異步電機工作原理75最新課件2. 轉動原理定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針 切 3、轉差率 由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速 n 不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，即異步電動機如果:無轉子電動勢和轉子電流 轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切 割轉子導條無轉矩三相異步電機工作原理76最新課件 3、轉差率 由前面分析可知，電動機轉子轉動 3、轉差率 旋轉磁場的同

28、步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。三相異步電機工作原理77最新課件 3、轉差率 旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子 3、轉差率 OTS1三相異步電機工作原理 轉子轉速越接近定子的磁場轉速，則轉差率越小，由于三相異步電動機的額定轉速與同步轉速相近，所以它的轉差率很小，通常在額定負載時的轉差率約為1%9%。78最新課件 3、轉差率 OTS1三相異步電機工作原理 轉子轉 4、機械特性 OTS1OT三相異步電機工作原理79最新課件 4、機械特性 OTS1OT三相異步電機工作原理79最新課件三、交流電機調速系統(tǒng) 直流電機的速度控制主要基

29、于電壓和磁場控制。 交流電機的速度控制，需要控制更多參數(shù)，電壓、電流、電源頻率及轉差率。 80最新課件三、交流電機調速系統(tǒng) 直流電機的速度控制主要基于電關鍵問題：?OTS181最新課件關鍵問題：?OTS181最新課件基本公式：82最新課件基本公式：82最新課件基本公式：83最新課件基本公式：83最新課件速度-扭矩特性（只有頻率發(fā)生變化）：84最新課件速度-扭矩特性（只有頻率發(fā)生變化）：84最新課件速度-扭矩特性（只有電壓發(fā)生變化）：85最新課件速度-扭矩特性（只有電壓發(fā)生變化）：85最新課件86最新課件86最新課件速度-牽引力特性：ABCA-恒扭矩區(qū)；B-恒功率區(qū)；C-特性區(qū)87最新課件速度-

30、牽引力特性：ABCA-恒扭矩區(qū)；B-恒功率區(qū)；C-特性恒扭矩區(qū)：ABC88最新課件恒扭矩區(qū)：ABC88最新課件恒扭矩區(qū)：ABC89最新課件恒扭矩區(qū)：ABC89最新課件恒功率區(qū)：ABC90最新課件恒功率區(qū)：ABC90最新課件恒功率區(qū)：ABC91最新課件恒功率區(qū)：ABC91最新課件特性區(qū)：ABC92最新課件特性區(qū)：ABC92最新課件特性區(qū)：ABC93最新課件特性區(qū)：ABC93最新課件速度-牽引力特性：ABCA-恒扭矩區(qū)；B-恒功率區(qū)；C-特性區(qū)94最新課件速度-牽引力特性：ABCA-恒扭矩區(qū)；B-恒功率區(qū)；C-特性 隨著電子技術及控制技術的發(fā)展，出現(xiàn)了矢量控制、直接力矩控制技術。 模仿直流電機的控

31、制方法，采用矢量坐標變換來實現(xiàn)對異步電機定子勵磁電流分量和轉矩電流分量的解耦控制，保持電機磁通的恒定，進而達到良好的轉矩控制性能，實現(xiàn)高性能控制。性能優(yōu)良，控制相同復雜，直到90代計算機技術迅速發(fā)展才真正大范圍使用。95最新課件 隨著電子技術及控制技術的發(fā)展，出現(xiàn)了矢量控制四、交流傳動的脈寬調制控制技術 用于交流電傳動的變頻器實際上是變壓(Variable Voltage，簡稱VV)、變頻(Variable Frequency，簡稱VF)器，即所謂VVVF裝置。96最新課件四、交流傳動的脈寬調制控制技術 用于交流電傳動的逆變器的基本情況介紹 1、逆變的概念： 逆變與整流相對應，直流電變成交流電

32、。97最新課件逆變器的基本情況介紹 1、逆變的概念： 97最新課件2、逆變電路的基本工作原理以單相橋式逆變電路為例負載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2S1S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。輸出電壓輸出電流98最新課件2、逆變電路的基本工作原理以單相橋式逆變電路為例負載a)b)S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓uo為正。99最新課件S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負載電壓uo為正。99最新直流電交流電S2、S3閉合，S1、S4斷開時，負載電壓uo為負。100最新課件直流電S2、S3閉合，S1、S4斷開時，負載電壓uo為負。1逆變電路最基本的工作

33、原理 改變兩組開關切換頻率，可改變輸出交流電頻率。a)b)tuoiot1t2電阻負載時，負載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負載時，io相位滯后于uo，波形也不同。101最新課件逆變電路最基本的工作原理 改變兩組開關切換頻率，可改變輸根據(jù)直流側電源性質的不同電壓型逆變電路又稱為電壓源型逆變電路Voltage Source Type Inverter-VSTI直流側是電壓源電流型逆變電路又稱為電流源型逆變電路Current Source Type Inverter-VSTI直流側是電流源3、逆變電路的分類102最新課件根據(jù)直流側電源性質的不同電壓型逆變電路又稱為電壓源型逆變電壓型全橋逆

34、變電路 (1)直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側電壓基本無脈動。 (2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。 (3)阻感負載時需提供無功功率。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電壓型逆變電路的特點103最新課件電壓型全橋逆變電路 (1)直流側為電壓源或并聯(lián)大電容，直圖5-11 電流型三相橋式逆變電路一般在直流側串聯(lián)大電感，電流脈動很小，可近似 看成直流電流源吸收換流時負載電感中存貯的能量電流型逆變電路104最新課件圖5-11 電流型三相橋式逆變電路一般在直流側串聯(lián)大電感， (1)直流側串大電感，相當于電流源 (2)交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同 電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多電流型逆變電路主要特點105最新課件 (1)直流側串大電感，相當于電流源電流型逆變電路4、三相電壓型逆變電路三個單相逆變電路可組合成一個三相逆變電路應用最廣的是三相橋式逆變電路可看成由三個半橋逆變電路組成NN+-UVWV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2106最新課件4、三相電壓型逆變電路三個單相逆變電路可組合成一個三相逆變電四、交流傳動的脈寬調制控制技術逆變器電路107最新課件四、交流傳動的脈寬調制控制技術逆變器電路107最新課件 利用