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1、现代交流调速第1页，共33页，编辑于2022年，星期日现代交流调速n课程编号:06009S4n学时:30 学分:2n开课学期:每学年第二学期n讲授方式:授课+讨论+自学n考核方式:平时到课10%+开卷考试90%第2页，共33页，编辑于2022年，星期日现代交流调速n参考书:1、B.K博斯主编，电力电子与变频传动技术应用，姜建国等译.中国矿业大学出版社，19992、李永东主编，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，20023、陈伯时等主编，交流调速系统，机械工业出版社，19994、近三年国内刊物：电工技术学报、电力电子技术、电气传动、电机与控制学报、电气自动化5、近三年国际会议：PEDS、PES
2、C、IECON、EPE等第3页，共33页，编辑于2022年，星期日现代交流调速现代交流调速 主要内容：主要内容：n1、交流调速系统的发展与现状n2、高压变频调速系统n3、矢量控制、直接转矩控制、无速度传感器技术n4、风力发电交流调速系统n5、开关磁阻电机调速系统第4页，共33页，编辑于2022年，星期日1、交流调速系统的发展与现状 本节提要本节提要1.1 交流调速系统三个发展方向1.2 交流调速系统四个研究热点第5页，共33页，编辑于2022年，星期日1.1 交流调速系统三个发展方向1、一般性能的节能调速(如风机、水泵)2、高性能交流调速系统3、特大容量、极高转速的交流调速第6页，共33页，编
3、辑于2022年，星期日1.2 交流调速系统四个研究热点1、采用新型电力电子器件和PWM控制技术2、应用矢量控制技术及现代控制理论3、广泛应用计算机技术(全数字控制)4、开发新型电机和无机械传感器技术第7页，共33页，编辑于2022年，星期日 2、高压变频调速系统2.1 高低高式变频调速系统高低高式变频调速系统 2.2 交交高压变频器调速系统交交高压变频器调速系统 2.3 高低式多级串联型变频器高低式多级串联型变频器 2.4 高高式直接变频器高高式直接变频器 第8页，共33页，编辑于2022年，星期日2.1 高低高式变频调速系统高低高式变频调速系统第9页，共33页，编辑于2022年，星期日2.2
4、 交交高压变频器调速系统交交高压变频器调速系统第10页，共33页，编辑于2022年，星期日2.3 高低式多级串联型变频器高低式多级串联型变频器第11页，共33页，编辑于2022年，星期日2.3 高低式多级串联型变频器高低式多级串联型变频器第12页，共33页，编辑于2022年，星期日2.4 高高式直接变频器高高式直接变频器第13页，共33页，编辑于2022年，星期日3、大功率交-交变频调速系统3.1 系统组成3.2 交-交变频矢量控制系统框图3.3 SIMADYN-D构成的交-交变频系统硬件配置第14页，共33页，编辑于2022年，星期日3.1 系统组成 由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动
5、机调速系统 第15页，共33页，编辑于2022年，星期日第16页，共33页，编辑于2022年，星期日第17页，共33页，编辑于2022年，星期日4、无速度传感器控制技术4.1 引言4.2 无速度传感器控制的优势4.3 无速度传感器控制的现状4.4 无速度传感控制的发展方向 第18页，共33页，编辑于2022年，星期日4.1 引言1、矢量控制在交流传动系统广泛应用2、进一步开发更低成本、高可靠交流传动系统3、无速度传感器控制(SVC)成为研究热点第19页，共33页，编辑于2022年，星期日1、省去了速度传感器，具有较低的维护成本 2、可以获得改进的低速运行特性 3、可以改善变负载下的速度调节能力
6、 4、可获得高的起动转矩 5、为逆变器/电机的一体化奠定了基础 4.2 无速度传感器控制的优势 第20页，共33页，编辑于2022年，星期日4.3 无速度传感器控制的现状（Rockwell无速度传感器矢量控制框图）第21页，共33页，编辑于2022年，星期日4.3 无速度传感器控制的现状（ABB无速度传感器DTC控制框图）第22页，共33页，编辑于2022年，星期日4.4 无速度传感矢量控制的发展方向(1)低速运行区域 (2)弱磁运行区域 (3)再生模式运行 (4)死区补偿 (5)数字积分方法 (6)PI控制器种类的选择 (7)转速辨识的稳态精度 (8)动态负载的速度变化 (9)集肤效应 （1
7、0)磁饱和 (11)采样延迟效应的考虑 (12)系统关于参数变化的稳定性第23页，共33页，编辑于2022年，星期日5、交流电机直接转矩控制技术5.1 典型的圆形磁链直接转矩控制系统 5.2 直接磁链和转矩调节系统直接磁链和转矩调节系统 5.3 无差拍无差拍(Deadbeat)空间矢量调制方法空间矢量调制方法 5.4 离散空间矢量调制离散空间矢量调制(DSVM)方法方法 5.5 由由PI调节器输出空间电压矢量的方法调节器输出空间电压矢量的方法 5.6 注入高频抖动提高开关频率注入高频抖动提高开关频率 5.7 大容量的直接转矩控制的低速控制策略大容量的直接转矩控制的低速控制策略 第24页，共33
8、页，编辑于2022年，星期日5.1 典型的圆形磁链直接转矩控制系统第25页，共33页，编辑于2022年，星期日5.2 直接磁链和转矩调节系统直接磁链和转矩调节系统第26页，共33页，编辑于2022年，星期日5.3 无差拍无差拍(Deadbeat)空间矢量调制方法空间矢量调制方法1、T.G.Habetler的空间矢量调制方法的空间矢量调制方法2、转矩或磁链的预测控制方法转矩或磁链的预测控制方法3 3、基于检测反电势的离散时间直接转矩控制基于检测反电势的离散时间直接转矩控制(DTDTC(DTDTC）4 4、基于几何图形的无差拍控制基于几何图形的无差拍控制 第27页，共33页，编辑于2022年，星期
9、日5.4 离散空间矢量调制离散空间矢量调制(DSVM)方法方法 （DSVMDSVM的空间电压分布情况）的空间电压分布情况）第28页，共33页，编辑于2022年，星期日5.4 离散空间矢量调制离散空间矢量调制(DSVM)方法方法 （磁链（磁链2 2级滞环和转矩级滞环和转矩5 5级滞环）级滞环）第29页，共33页，编辑于2022年，星期日5.5 由由PI调节器输出空间电压矢量的方法调节器输出空间电压矢量的方法第30页，共33页，编辑于2022年，星期日5.6 注入高频抖动提高开关频率注入高频抖动提高开关频率第31页，共33页，编辑于2022年，星期日5.7 大容量的直接转矩控制的低速控制策略大容量的直接转矩控制的低速控制策略 （间接转矩控制框图）（间接转矩控制框图）第32页，共33页，编辑于2022年，星期日第33页，共33页，编辑于2022年，星期日