注冊(cè)電氣工程師輔導(dǎo)傳動(dòng)

17.電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)（考試大綱）17．1熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類17．2了解電動(dòng)機(jī)的選擇17．3掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)17．4掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)17．5掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方法17．6掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法17．7熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇17．8了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)17．9了解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用17．10了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用17．11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同步電動(dòng)機(jī)原理圖n=n0，轉(zhuǎn)差率s=017．4．2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： ①改變極對(duì)數(shù)p； ②改變轉(zhuǎn)差率s； ③改變供電電源頻率f.17．4．2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：

①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)。

②在定子上設(shè)置兩套不同極對(duì)數(shù)的獨(dú)立繞組。

③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)。

17．4．2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

單繞組倍極比雙速電動(dòng)機(jī)工作特性序號(hào)極數(shù)（2p）Ⅰ聯(lián)結(jié)方法極數(shù)（2X2p）Ⅱ聯(lián)結(jié)方法轉(zhuǎn)矩比TⅡ／TI功率比PⅡ／PI特性l2丫丫l0.5恒轉(zhuǎn)矩22丫2丫21恒功率32丫△1.7320.866可變轉(zhuǎn)矩4△2丫2.31.15可變轉(zhuǎn)矩52△丫0.5770.288可變轉(zhuǎn)矩典型的倍極比調(diào)速原理：17．4．2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17．4．2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=4Ω串入電阻=4*40%=1.6Ω17．4．2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

17．4．2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

17．4．2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17．4．2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

17．4．2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↓→s↑→n↓

電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成

17．4．2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

17．4．2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）17．4．2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（f↓→n0↓→n↓）

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)

比較項(xiàng)目交一交變頻交一直一交變頻換能型式一次換能，效率較高兩次換能，效率略低換流方式電源電壓換流強(qiáng)迫換流或負(fù)載換流裝置器件數(shù)量器件較多，器件利用率較低器件較少，器件利用率較高調(diào)頻范圍最高頻率為電源頻率的1／3～l／2頻率調(diào)節(jié)范圍寬，不受電源頻率限制電網(wǎng)功率因數(shù)較低移相調(diào)壓、低頻低壓時(shí)功率因數(shù)低，用斬波或PWM調(diào)壓，則功率因數(shù)高17．4．2交流電拴動(dòng)機(jī)調(diào)迅速技術(shù)1.設(shè)交流斷調(diào)速系龜統(tǒng)方案棒（餓6）變頻調(diào)我速2）電壓閥型變頻調(diào)窩速與電流蠶型變頻調(diào)躬速

在交訂-直-交學(xué)變頻器中算，根據(jù)直召流側(cè)儲(chǔ)能申元件的特?zé)掽c(diǎn)劃分。電壓型鈔變頻調(diào)笑速（C省為主濾僅波）緊電流啞型變頻術(shù)調(diào)速披（L為偏主濾波閥）17．4．2交流電動(dòng)貨機(jī)調(diào)速技績(jī)術(shù)1.僚交流調(diào)速軋系統(tǒng)方案難（6）變頻選調(diào)速2）電壓野型變頻調(diào)窮速與電流債型變頻調(diào)本速晴電詠流型變頻叢調(diào)速與電窗壓型變頻喂調(diào)速的主謊要特點(diǎn)比較項(xiàng)目電流型電壓型直流回路濾波環(huán)節(jié)電抗器電容器輸出電壓波形★決定于負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，為近似正弦波矩形輸出電流波形★矩形決定于逆變器電壓與電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，具有較大的諧波分量輸出動(dòng)態(tài)阻抗大小再生制動(dòng)（發(fā)電制動(dòng)）方便，不需附加設(shè)備需要附加電源側(cè)反并聯(lián)逆變器過(guò)電流及短路保護(hù)容易困難動(dòng)態(tài)特性快較慢，用PWM則快對(duì)晶閘管要求耐壓高，對(duì)關(guān)斷時(shí)間無(wú)嚴(yán)格要求一般耐壓可較低，關(guān)斷時(shí)間要求短線路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單較復(fù)雜適用范圍單機(jī)，多機(jī)多機(jī)，變頻或穩(wěn)頻電源17．4．2交流電科動(dòng)機(jī)調(diào)醫(yī)速技術(shù)1.優(yōu)交流檔調(diào)速系諷統(tǒng)方案讀（勁6）變頻響調(diào)速3）脈沖咸寬度調(diào)制紗（PWM耕）變頻據(jù)調(diào)速勾在變頻調(diào)兩速中，整搭流部分用蓋二極管橋德。常采用駱PWM（渾Puls旋eWi基dth垂Modu襪lati罩on）方遺法來(lái)改善鼠逆變器輸傾出波形，肌該方法需賴要用開(kāi)關(guān)遮頻率較高梅的大功率育器件。PWM變血頻調(diào)速紅a）PWM變頻器主線路b）PWM波形例題2變頻調(diào)速辣的原理是龍：A．改變葵同步轉(zhuǎn)速價(jià)，實(shí)現(xiàn)調(diào)懷速B．保未持主磁派通不變其，進(jìn)行日調(diào)速C．控制笨主磁通，舞實(shí)現(xiàn)恒功苦率調(diào)速D．恒功交率調(diào)速時(shí)蜂，頻率增播大，主磁通也雪增大哪個(gè)是可不正確蠟答案？答案：D例題3與直流永調(diào)速比屢較，交統(tǒng)流變頻嘗調(diào)速的張?zhí)攸c(diǎn)是棟：A．不受喇換向條件森的限制，刷沒(méi)有由于悲換向器所帶來(lái)宇的維修敢工作量誦大、事夜故率高童的弊病B．容至量、電驗(yàn)壓、電雄流、轉(zhuǎn)惱速的上座限，不象直遵流電動(dòng)澆機(jī)那樣盲受限制C．交去流電動(dòng)皆機(jī)體積郊小、重?fù)屃枯p、璃飛輪矩揭小、單機(jī)容粒量大、羅效率高D．交監(jiān)流調(diào)速沈的調(diào)速稈性能超屋過(guò)直流紹調(diào)速哪個(gè)特點(diǎn)歌使得投資皆及維護(hù)費(fèi)招用大為降寧低？答案：A醒，C17．4．2交流電撲動(dòng)機(jī)調(diào)噴速技術(shù)1.既交流悶調(diào)速系或統(tǒng)方案勝（呈7）無(wú)刺換向器幫電動(dòng)機(jī)荒調(diào)速它是用穩(wěn)與電動(dòng)背機(jī)旋轉(zhuǎn)輛頻率同饑步的交看流電源皇來(lái)驅(qū)動(dòng)票同步電新動(dòng)機(jī)，做改變交庫(kù)流電源木的頻率嚴(yán)和電壓拾實(shí)現(xiàn)調(diào)壺速的一裳種方法望。無(wú)換向肌器電動(dòng)德機(jī)的基唱本結(jié)構(gòu)公MS一同步電拌動(dòng)機(jī)PS一位置強(qiáng)檢測(cè)器17．4．2交流電階動(dòng)機(jī)調(diào)斥速技術(shù)2.培變頻調(diào)運(yùn)速的控置制方式（l）舉基本控魯制方式蟲(chóng)（V/未f協(xié)調(diào)苗控制）帳1）當(dāng)天f<f1N時(shí)U1／f1=常值堵2）鞭當(dāng)f>染f1N時(shí) 保色持U1=U1N不變

這慮就是恒壓/頻比的控制騙方式，是智變頻調(diào)速享必須遵循桌的控制原售則，簡(jiǎn)稱質(zhì)為VVV鋪F（Va術(shù)riab會(huì)leV披olta延geV懇aria經(jīng)ble兵Freq椒uenc霞y）。恒壓頻尖比控制災(zāi)特性變頻調(diào)廚速控制尼特性ImΦ0I0變頻調(diào)彎速的存T~詳f佩特性：17．4．2交流電動(dòng)朗機(jī)調(diào)速技強(qiáng)術(shù)2.變徹頻調(diào)速的虜控制方式（2）異步煌電動(dòng)機(jī)理在電壓浸、頻率鉤協(xié)調(diào)控懷制下的腔機(jī)械特愧性U／f恒定控制積時(shí)轉(zhuǎn)矩、E／f恒定控制土?xí)r轉(zhuǎn)矩、定子電流番一轉(zhuǎn)速特圾性電流－轉(zhuǎn)渴速特性異步機(jī)末等效電路閉及其簡(jiǎn)化E1=

E2'I1R1jX11－ssR2'I2'jX2'

R2'I0RmXm+U1－17．4．2交流電動(dòng)慘機(jī)調(diào)速技擋術(shù)2.倘變頻調(diào)繭速的控灰制方式（2）異步菜電動(dòng)機(jī)續(xù)在電壓千、頻率弟協(xié)調(diào)控?fù)踔葡碌倪B機(jī)械特應(yīng)性U／f、E／f恒定控礎(chǔ)制機(jī)械申特性基吳本上是鋸平行下?tīng)恳频模瑥姆€(wěn)態(tài)性牧能尚可拆，能滿蜻足一般類要求。元但因都艷沒(méi)考慮寒動(dòng)態(tài)過(guò)帆程中Φm的變化膀，動(dòng)態(tài)瘋性能較副差。E’／f恒定控艷制是保約證全磁蔬通恒定罩的控制秤，其動(dòng)妻態(tài)、靜怖態(tài)性能倚可與直醒流傳動(dòng)端的一樣經(jīng)，但線批路較復(fù)睜雜。E’／f恒定控制時(shí)的殊三種不劑同的電壓圓－頻率協(xié)偽調(diào)謎機(jī)嘴械特性控制時(shí)襪的機(jī)械饒?zhí)匦訧—恒U／fⅡ—恒E／fⅢ—恒E’/f控制nT017．4．2交流電動(dòng)粱機(jī)調(diào)速技食術(shù)2.水變頻調(diào)該速的控帳制方式（3）脈沖絨寬度調(diào)制專（PWM址）控制技憲術(shù)在變頻調(diào)祖速控制系斧統(tǒng)中，通團(tuán)常采用脈尖寬調(diào)制（晚PWM）優(yōu)技術(shù)來(lái)改謝善變頻器泄的輸出波界形，減少盤高次諧波侵。

1）小單極性譜與雙極性腸PWM模課式雙極性PWM模式單極性PWM模式17．4．2交流電動(dòng)隔機(jī)調(diào)速技菊術(shù)2.蛇變頻調(diào)蕉速的控謠制方式（3）脈肚沖寬度科調(diào)制（啄PWM?。┛刂屏技夹g(shù)在變頻筍調(diào)速控思制系統(tǒng)橫中，通欲常采用霸脈寬調(diào)麥制（P接WM）遲技術(shù)來(lái)凈改善變板頻器的顛輸出波喬形，減掉少高次神諧波。串2）歲PW攻M的調(diào)助制方式叨分同步式、爹異步式和犁分段同步雹式三種17．4．2交流電動(dòng)驚機(jī)調(diào)速技桶術(shù)2.變單頻調(diào)速的吐控制方式（5）矢選量控制沸與坐標(biāo)談變換前兩節(jié)幼論述的女變頻調(diào)茅速控制遷方法，坊基本上他解決了雄異步電棉動(dòng)機(jī)的臉平滑調(diào)至速問(wèn)題弱，轉(zhuǎn)差朗頻率控示制已起揮到了直康流電動(dòng)路機(jī)雙閉那環(huán)調(diào)速薪系統(tǒng)的帆作用。配但是上慎述方法紙的主要證問(wèn)題是略電壓、備電流和嗚頻率等史控制量守都是標(biāo)渡量，即債只能按載電動(dòng)機(jī)且穩(wěn)態(tài)運(yùn)渾行規(guī)律華進(jìn)行控掌制，不擱能同時(shí)恨控制其屠大小和絨相對(duì)位棟置，轉(zhuǎn)安矩控制旦性能較宏差。史要改善堡轉(zhuǎn)矩控淘制性能賄，使系鑒統(tǒng)完全