1、.,17. 電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)（考試大綱）,171 熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類 172 了解電動(dòng)機(jī)的選擇 173 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn) 174 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 175 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方法 176 掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法 177 熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇 178 了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo) 179 了解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用 1710 了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用 1711 熟悉PLC的組成及工作原理,.,異步電動(dòng)機(jī)原理圖,同步速n0 = 60f/p (f-頻率, p-極對(duì)數(shù)) 轉(zhuǎn)差率s = ( n0 - n ) / n0,.

2、,同步電動(dòng)機(jī)原理圖,n = n0，轉(zhuǎn)差率s = 0,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為,因此，交流電動(dòng)機(jī)有以下三種基本調(diào)速方式： 改變極對(duì)數(shù)p； 改變轉(zhuǎn)差率s； 改變供電電源頻率f.,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （1）變極調(diào)速 變換繞組極對(duì)數(shù)的方法有：將一套繞組中部分線圈按一定規(guī)律改接，以改變其電流方向或相號(hào)來(lái)改變極對(duì)數(shù)，常用于倍極比雙速或三速異步電動(dòng)機(jī)。在定子上設(shè)置兩套不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組。在定子上設(shè)置不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組，且每個(gè)獨(dú)立繞組又有不同的接線組合，適用于三速以上的多速電動(dòng)機(jī)。,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)

3、 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （1）變極調(diào)速 單繞組倍極比雙速電動(dòng)機(jī)工作特性,.,典型的倍極比調(diào)速原理：,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （2）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)的機(jī)械特性,.,串入電阻，斜率變大，轉(zhuǎn)速下調(diào)，s增大,最大轉(zhuǎn)矩大小不變，所對(duì)應(yīng)速度降低,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （2）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子電阻斬波調(diào)速的基本電路,.,例題1 繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速， 串入電阻為額定電阻的40%。 電機(jī)參數(shù)：定子額定電壓380V，轉(zhuǎn)子 額定電壓173V，額定轉(zhuǎn)差率0.055，定 子額定電流11A，轉(zhuǎn)子額定電

4、流25A。 請(qǐng)計(jì)算串入電阻值。 計(jì)算： 轉(zhuǎn)子額定電阻=173/1.732/25=4 串入電阻=4*40%=1.6,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （3）串級(jí)調(diào)速 機(jī)械回饋式 電回饋式,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （3）串級(jí)調(diào)速 低同步串級(jí)調(diào)速 超同步串級(jí)調(diào)速,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （4）調(diào)壓調(diào)速 調(diào)壓調(diào)速原理圖 不同U1時(shí)的機(jī)械特性,.,降低電壓，斜率變大，轉(zhuǎn)速下調(diào)，s增大,最大轉(zhuǎn)矩變小，所對(duì)應(yīng)速度不變,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （4）調(diào)壓調(diào)速(較高的內(nèi)阻時(shí)）具有

5、轉(zhuǎn)速閉環(huán)的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) a）原理圖 b）閉環(huán)控制特性,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （5）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)由異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和晶閘管勵(lì)磁電源及其控制部分組成。調(diào)節(jié)電磁耦合器的勵(lì)磁 勵(lì)磁sn 電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （5）電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī) 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)調(diào)速機(jī)械特性 a）開(kāi)環(huán) b）閉環(huán),相似有：液力耦合器調(diào)速：在電機(jī)和負(fù)載之間串接 液力耦合器，調(diào)節(jié)液力耦合器的油量來(lái)改變 s,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速 它是利用電

6、動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨外加電源頻率而變化的特性，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)供電頻率進(jìn)行調(diào)速的方法。 1）靜止變頻電源的直接變頻方式與間接變頻方式 a）間接變頻方式（交-直-交） b）直接變頻方式（交-交）,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速（ fn0n） 1）直接變頻方式與間接變頻方式 交一交變頻與交一直一交變頻的主要特點(diǎn),.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速 2）電壓型變頻調(diào)速與電流型變頻調(diào)速在交-直-交變頻器中，根據(jù)直流側(cè)儲(chǔ)能元件的特點(diǎn)劃分。 電壓型變頻調(diào)速（C為主濾波） 電流型變頻調(diào)速 （L為主濾波）,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)

7、速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速 2）電壓型變頻調(diào)速與電流型變頻調(diào)速 電流型變頻調(diào)速與電壓型變頻調(diào)速的主要特點(diǎn),.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （6）變頻調(diào)速 3）脈沖寬度調(diào)制（PWM ）變頻調(diào)速 在變頻調(diào)速中，整流部分用二極管橋。常采用PWM（Pulse Width Modulation）方法來(lái)改善逆變器輸出波形，該方法需要用開(kāi)關(guān)頻率較高的大功率器件 。 PWM變頻調(diào)速a）PWM變頻器線路 b） PWM波形,.,例題2 變頻調(diào)速的原理是： A改變同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速 B保持主磁通不變，進(jìn)行調(diào)速 C控制主磁通，實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速 D恒功率調(diào)速時(shí)，頻率增大，

8、 主磁通也增大 哪個(gè)是不正確答案？ 答案：D,.,例題3 與直流調(diào)速比較，交流變頻調(diào)速的特點(diǎn)是： A不受換向條件的限制，沒(méi)有由于換向器 所帶來(lái)的維修工作量大、事故率高的弊病 B容量、電壓、電流、轉(zhuǎn)速的上限， 不象直流電動(dòng)機(jī)那樣受限制 C交流電動(dòng)機(jī)體積小、重量輕、飛輪矩小、 單機(jī)容量大、效率高 D交流調(diào)速的調(diào)速性能超過(guò)直流調(diào)速 哪個(gè)特點(diǎn)使得投資及維護(hù)費(fèi)用大為降低？ 答案：A，C,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1 . 交流調(diào)速系統(tǒng)方案 （7）無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速它是用與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率同步的交流電源來(lái)驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，改變交流電源的頻率和電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速的一種方法。 無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) MS一同步

9、電動(dòng)機(jī) PS一位置檢測(cè)器,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（l）基本控制方式（V/f協(xié)調(diào)控制） 1）當(dāng)ff1N時(shí)保持U1 =U1N 不變這就是恒壓/頻比的控制方式，是變頻調(diào)速必須遵循的控制原則，簡(jiǎn)稱為VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）。 恒壓頻比控制特性 變頻調(diào)速控制特性,.,變頻調(diào)速的 T f 特性：,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（2）異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率協(xié)調(diào)控制下的機(jī)械特性 Uf恒定控制時(shí)轉(zhuǎn)矩、 Ef恒定控制時(shí)轉(zhuǎn)矩、 定子電流一轉(zhuǎn)速特性 電流轉(zhuǎn)速特性,.,異步機(jī) 等效電路及其簡(jiǎn)化,.,

10、1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（2）異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率協(xié)調(diào)控制下的機(jī)械特性 Uf、Ef恒定控制機(jī)械特性基本上是平行下移的，穩(wěn)態(tài)性能尚可，能滿足一般要求。但因都沒(méi)考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程中m的變化，動(dòng)態(tài)性能較差。Ef恒定控制是保證全磁通恒定的控制，其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能可與直流傳動(dòng)的一樣，但線路較復(fù)雜。 Ef恒定控制時(shí)的 三種不同的電壓頻率協(xié)調(diào) 機(jī)械特性 控制時(shí)的機(jī)械特性 I恒Uf 恒Ef 恒E/f 控制,n,T,0,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（3）脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制技術(shù)在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中，通常采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)來(lái)改善變頻器的輸出波形，

11、減少高次諧波。1） 單極性與雙極性PWM模式,雙極性PWM模式 單極性PWM模式,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（3）脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制技術(shù)在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中，通常采用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)來(lái)改善變頻器的輸出波形，減少高次諧波。2） PWM的調(diào)制方式分同步式、異步式和分段同步式 三種,.,1742 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 變頻調(diào)速的控制方式（5）矢量控制與坐標(biāo)變換 前兩節(jié)論述的變頻調(diào)速控制方法，基本上解決了異步電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速問(wèn)題，轉(zhuǎn)差頻率控制已起到了直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的作用。但是上述方法的主要問(wèn)題是電壓、電流和頻率等控制量都是標(biāo)量，即只能按電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行控制，不能同時(shí)控制其大小和相對(duì)位置，轉(zhuǎn)矩控制性能較差。要改善轉(zhuǎn)矩控制性能，使系統(tǒng)完全達(dá)到直流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)，必須對(duì)定子電壓或電流實(shí)施矢量控制，既控制大小，又控制方向。由于交流電動(dòng)機(jī)的所有矢量（電壓、電流和磁通等）都在空間以同步速度旋轉(zhuǎn)，它們?cè)诙ㄗ永@組上的物理量都是交流量。因此，控制、計(jì)算十分不便，所以必須設(shè)法變成直流量。 矢量控制的關(guān)鍵在于坐標(biāo)變換。,.,（5）矢量控制與坐標(biāo)變換,等效的交流電機(jī)繞組和直流電機(jī)繞組 a) 三相交流繞組 b)