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1、第第1章交流章交流调速系速系统概述概述第1页，此课件共20页哦课程教学安排及主要讲授内容课程教学安排及主要讲授内容 第第8章章 同步电动机同步电动机变压变频调速系变压变频调速系统统课程总结课程总结第第6章章 基于动态模型基于动态模型的异步电动机调速系的异步电动机调速系统统第第1章章 交流调速系统交流调速系统概述概述第第5章章 基于稳态模型基于稳态模型的异步电动机调速系的异步电动机调速系统统第第7章章 绕线转子异绕线转子异步电动机双馈调步电动机双馈调速系统速系统第第9章章 伺服系统伺服系统*第第第第1 1章章章章 交流调速系统概述交流调速系统概述交流调速系统概述交流调速系统概述第第第第5 5章章
2、章章 基于基于基于基于稳态模型稳态模型稳态模型稳态模型的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统第第第第6 6章章章章 基于基于基于基于动态模型动态模型动态模型动态模型的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统的异步电动机调速系统第第第第7 7章章章章 绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统第第第第8 8章章章章 同步电动机调速系统同步电动机调速系统同步电动机调速系统同步电动机调速系统第第第第9 9章章章章 伺服系统伺服系统伺服系统伺
3、服系统*总总总总48484848学时学时学时学时 =讲授讲授讲授讲授40404040学时学时学时学时 +实验实验实验实验8 8 8 8学时学时学时学时成绩成绩成绩成绩 =笔试笔试笔试笔试90%+90%+90%+90%+实验实验实验实验10%=10010%=10010%=10010%=100分分分分第2页，此课件共20页哦第第1 1章章 交流调速系统概述交流调速系统概述 一、运动控制系统及其组成一、运动控制系统及其组成一、运动控制系统及其组成一、运动控制系统及其组成二、运动控制系统的历史与发展二、运动控制系统的历史与发展二、运动控制系统的历史与发展二、运动控制系统的历史与发展三、运动控制系统转矩
4、控制规律三、运动控制系统转矩控制规律三、运动控制系统转矩控制规律三、运动控制系统转矩控制规律四、生产机械的负载转矩特性四、生产机械的负载转矩特性四、生产机械的负载转矩特性四、生产机械的负载转矩特性五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类内内 容容 提提 要要六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的二、运动控制
5、系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第3页，此课件共20页哦现代运动控制技术现代运动控制技术图图1-1运动控制及其相关学科运动控制及其相关学科电机学、电力电子技术、微电电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术、控子技术、计算机控制技术
6、、控制理论、信号检测与处理技术制理论、信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的等多门学科相互交叉的综合性综合性综合性综合性学科学科学科学科。六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分类类类类一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系统及其组成统及其组成统及其组成统及其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩控制规律控制规律控制规律控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四
7、、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第4页，此课件共20页哦一、一、运动控制系统及其组成运动控制系统及其组成 图图1-2 运动控制系统及其组成运动控制系统及其组成六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历史与发展史与发展史与发展史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制
8、系统转三、运动控制系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第5页，此课件共20页哦1 1、运动控制系统的控制对象、运动控制系统的控制对象、运动控制系统的控制对象、运动控制系统的控制对象电动机电动机电动机电动机从类型上分：从类型上分：直流电动机、交流感应电动机（交流异步电动机）和交流同步电动机。直流电动机、交流感应电动机（交流异步电动机）和交流同步电动机。从用途上分：从用途上分：用于调速系统的
9、拖动电动机和用于伺服系统的伺服电动机。用于调速系统的拖动电动机和用于伺服系统的伺服电动机。2 2、运动控制系统的功率放大与变换装置、运动控制系统的功率放大与变换装置、运动控制系统的功率放大与变换装置、运动控制系统的功率放大与变换装置电力电子型功率放大与变换装置电力电子型功率放大与变换装置半控型向全控型发展半控型向全控型发展低频开关向高频开关发展低频开关向高频开关发展分立的器件向具有复合功能的功率模块发展分立的器件向具有复合功能的功率模块发展3 3、运动控制系统的信号检测与处理、运动控制系统的信号检测与处理、运动控制系统的信号检测与处理、运动控制系统的信号检测与处理信号检测：电压、电流、转速和位
10、置等信号信号检测：电压、电流、转速和位置等信号信号转换：电压匹配、极性转换、脉冲整形等信号转换：电压匹配、极性转换、脉冲整形等数据处理：信号滤波数据处理：信号滤波六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统的历史与发展的历史与发展的历史与发展的历史与发展三、运动控制系统转矩控三、运动控制系统转矩控三、运动控制系统转矩控三、运动控制系统转矩控制规律制规律制规律制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载
11、转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统五、交流调速系统五、交流调速系统五、交流调速系统应用领域应用领域应用领域应用领域第6页，此课件共20页哦两者比较：两者比较：两者比较：两者比较：模拟控制器：模拟控制器：并行运行，控制器的滞后时间小。并行运行，控制器的滞后时间小。数字控制器：数字控制器：串行运行方式，其滞后时间比模拟控制器大得多，在设计系统时串行运行方式，其滞后时间比模拟控制器大得多，在设计系统时应予以考虑。应予以考虑。4 4、运动控制系统的控制器、运动控制系统的控制器、运动控制系统的控制器、运动控制系统的控制器模拟控制器：模拟控制器：物理概念清晰
12、物理概念清晰,控制信号流向直观控制信号流向直观控制规律体现在硬件电路控制规律体现在硬件电路线路复杂、通用性差线路复杂、通用性差控制效果受到器件性能、温度等因素的影响控制效果受到器件性能、温度等因素的影响以微处理器为核心的数字控制器：以微处理器为核心的数字控制器：硬件电路标准化程度高硬件电路标准化程度高控制规律体现在软件上控制规律体现在软件上,修改灵活方便修改灵活方便拥有信息存储、数据通信和故障诊断等功能拥有信息存储、数据通信和故障诊断等功能六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系统及其组成统及其组成
13、统及其组成统及其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩特性特性特性特性五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应用领域用领域用领域用领域第7页，此课件共20页哦二、二、运动控制系统的历史与发展运动控制系统的历史与发展电力电子技术和微电子技术带动了新一代交流调速系统的兴起与发展，电力电子技术和
14、微电子技术带动了新一代交流调速系统的兴起与发展，打破了直流调速系统一统高性能拖动天下的格局。打破了直流调速系统一统高性能拖动天下的格局。进入进入21世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已成为不争世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。的事实。直流调速系统直流调速系统直流调速系统直流调速系统直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。换向器与电刷的位置保证了电枢电流与励磁电流的解耦，使转矩换向器与电刷的位置保证了电枢电流与励磁电流的解耦，使转矩与电枢电流成正比。与电枢电流成正比。调速性能好调速性能好交流调速系统交流调速系统交流调速系统交流调速
15、系统交流电动机（尤其是笼型感应电动机）结构简单交流电动机（尤其是笼型感应电动机）结构简单交流电动机动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质，比直流电交流电动机动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质，比直流电动机复杂得多。动机复杂得多。六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统及一、运动控制系统及一、运动控制系统及一、运动控制系统及其组成其组成其组成其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统转矩控制规律
16、转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负载转矩特性载转矩特性载转矩特性载转矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域直流电动机缺点：直流电动机缺点：体积大、容量小、制造成本高、有机械换向装置，体积大、容量小、制造成本高、有机械换向装置，维护困难维护困难!交流电动机优点交流电动机优点 ：结构简单可靠，维护少，无机械换向火花，结构简单可靠，维护少，无机械换向火花，制造成制造成本低本低!第8页，此课件共20页哦交流调速系统交流调速系统交流调速系统交流调速系统基于稳态模型的交流调速系
17、统基于稳态模型的交流调速系统基于稳态模型的交流调速系统基于稳态模型的交流调速系统(感应电动机感应电动机感应电动机感应电动机)降压调速控制系统降压调速控制系统降压调速控制系统降压调速控制系统 转速开环的变压变频调速系统转速开环的变压变频调速系统转速开环的变压变频调速系统转速开环的变压变频调速系统 转速闭环的转差频率控制系统转速闭环的转差频率控制系统转速闭环的转差频率控制系统转速闭环的转差频率控制系统 注：注：注：注：动态性能无法与直流调速系统相比动态性能无法与直流调速系统相比动态性能无法与直流调速系统相比动态性能无法与直流调速系统相比基于动态模型的交流调速系统基于动态模型的交流调速系统基于动态模
18、型的交流调速系统基于动态模型的交流调速系统(感应电动机感应电动机感应电动机感应电动机)矢量控制系统矢量控制系统矢量控制系统矢量控制系统 直接转矩控制系统直接转矩控制系统直接转矩控制系统直接转矩控制系统 注：注：注：注：动态性能良好，取代直流调速系统动态性能良好，取代直流调速系统动态性能良好，取代直流调速系统动态性能良好，取代直流调速系统同步电动机交流调速系统同步电动机交流调速系统同步电动机交流调速系统同步电动机交流调速系统同步电动机的转速与电源频率严格保持同步，机械特性硬。同步电动机的转速与电源频率严格保持同步，机械特性硬。同步电动机的转速与电源频率严格保持同步，机械特性硬。同步电动机的转速与
19、电源频率严格保持同步，机械特性硬。电电电电力力力力电电电电子子子子变变变变频频频频技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展，成成成成功功功功地地地地解解解解决决决决了了了了阻阻阻阻碍碍碍碍同同同同步步步步电电电电动动动动机机机机调调调调速速速速的的的的失失失失步步步步和和和和启动启动启动启动两大问题。两大问题。两大问题。两大问题。六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统的历史与发展的历史与发展的历
20、史与发展的历史与发展三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩控制规律控制规律控制规律控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统五、交流调速系统五、交流调速系统五、交流调速系统应用领域应用领域应用领域应用领域绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统第9页，此课件共20页哦三、三、三、三、运动控制系统的转矩控制规律运动控制系统的转矩控制规律运动控制系统的转矩控制规律运动控
21、制系统的转矩控制规律 运动控制系统的基本运动方程式运动控制系统的基本运动方程式运动控制系统的基本运动方程式运动控制系统的基本运动方程式:忽略忽略忽略忽略阻尼转矩阻尼转矩阻尼转矩阻尼转矩和和和和扭转弹性转矩扭转弹性转矩扭转弹性转矩扭转弹性转矩，运动控制系统的简化运动方程式，运动控制系统的简化运动方程式，运动控制系统的简化运动方程式，运动控制系统的简化运动方程式（记住）（记住）（记住）（记住）:六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的二、运动控制
22、系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩特性特性特性特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第10页，此课件共20页哦转矩控制是运动控制的根本问题转矩控制是运动控制的根本问题转矩控制是运动控制的根本问题转矩控制是运动控制的根本问题要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机要控制转速和转角，唯一的途
23、径就是控制电动机要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的的的的电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩，使，使，使，使转速变化率转速变化率转速变化率转速变化率按人们期望的规律变按人们期望的规律变按人们期望的规律变按人们期望的规律变化。化。化。化。磁链控制同样重要磁链控制同样重要磁链控制同样重要磁链控制同样重要为了有效地控制电磁转矩，充分利用电机铁芯，在一为了有效地控制电磁转矩，充分利用电机铁芯，在一为了有效地控制电磁转矩，充分利用电机铁芯，在一为了有效地控制电磁转矩，充分利用电机铁芯，在一定的电流作用下尽可能产生最大的电磁转矩，定的电流作用下尽可能产生最大
24、的电磁转矩，定的电流作用下尽可能产生最大的电磁转矩，定的电流作用下尽可能产生最大的电磁转矩，必须在必须在必须在必须在控制转矩的同时也控制磁通（或磁链）控制转矩的同时也控制磁通（或磁链）控制转矩的同时也控制磁通（或磁链）控制转矩的同时也控制磁通（或磁链）。六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历史与发展史与发展史与发展史与发展三、运动控制系统转矩控三、运动控制系统转矩控三、运动控制系
25、统转矩控三、运动控制系统转矩控制规律制规律制规律制规律四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负载转矩特性载转矩特性载转矩特性载转矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第11页，此课件共20页哦四、四、生产机械的负载转矩特性生产机械的负载转矩特性生产机械的负载转矩是一个必然存在的不可控扰动输入。生产机械的负载转矩是一个必然存在的不可控扰动输入。归归纳纳出出几几种种典典型型的的生生产产机机械械负负载载转转矩矩特特性性，实实际际负负载载可可能能是是多多个个典典型型负负载的组合，应根据实际负载的具体情况加以分析。载
26、的组合，应根据实际负载的具体情况加以分析。负载转矩的大小恒定，称作负载转矩的大小恒定，称作负载转矩的大小恒定，称作负载转矩的大小恒定，称作恒转矩负载恒转矩负载恒转矩负载恒转矩负载a a）位能性恒转矩负载）位能性恒转矩负载）位能性恒转矩负载）位能性恒转矩负载 b)b)反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载反抗性恒转矩负载图1-3 恒转矩负载负载转矩与转速成反比，负载转矩与转速成反比，负载转矩与转速成反比，负载转矩与转速成反比，而功率为常数，称作恒功而功率为常数，称作恒功而功率为常数，称作恒功而功率为常数，称作恒功率负载率负载率负载率负载图1-4 恒功率转矩负载 负载转矩与转速的平负载转
27、矩与转速的平负载转矩与转速的平负载转矩与转速的平方成正比，称作风机、方成正比，称作风机、方成正比，称作风机、方成正比，称作风机、泵类负载泵类负载泵类负载泵类负载图1-5 风机、泵类负载六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统的历史与发展的历史与发展的历史与发展的历史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负
28、载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应用领域用领域用领域用领域第12页，此课件共20页哦1.1.一般性能调速和节能调速一般性能调速和节能调速一般性能调速和节能调速一般性能调速和节能调速 风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高，只要有一般的调速性能就足够了。速性能就足够了。速性能就足够了。速性能就足够
29、了。需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。需要调速，但对调速性能要求不高的生产机械，也属于一般性能调速。五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域五、交流调速系统应用领域2.2.高性能的交流调速系统和伺服系统高性能的交流调速系统和伺服系统高性能的交流调速系统和伺服系统高性能的交流调速系统和伺服系统矢量控制技术、直接转矩控制矢量控制技术、直接转矩控制矢量控制技术、直接转矩控制矢量控制技术、直接转矩控制可以和直流调速系统媲
30、美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。可以和直流调速系统媲美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。可以和直流调速系统媲美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。可以和直流调速系统媲美的高性能交流调速系统和交流伺服系统。3.3.特大容量、极高转速的交流调速特大容量、极高转速的交流调速特大容量、极高转速的交流调速特大容量、极高转速的交流调速特特特特大大大大容容容容量量量量的的的的电电电电力力力力拖拖拖拖动动动动设设设设备备备备：厚厚厚厚板板板板轧轧轧轧机机机机、矿矿矿矿井井井井卷卷卷卷扬扬扬扬机机机机等等等等，以以以以及及及及极极极极高高高高转转转转速速速速的的的的拖拖拖拖动动动动，如如如如高高高高速速
31、速速磨磨磨磨头头头头、离离离离心心心心机机机机等等等等，都都都都以以以以采采采采用用用用交交交交流流流流调调调调速为宜。速为宜。速为宜。速为宜。六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分类类类类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历史与发展史与发展史与发展史与发展三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产
32、机械的负载转矩特性载转矩特性载转矩特性载转矩特性五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应用领域用领域用领域用领域第13页，此课件共20页哦 交流电动机分为异步电动机和同步电动机两大类，在交交流电动机分为异步电动机和同步电动机两大类，在交流电动机的应用过程中，为了满足生产工艺的要求，人们流电动机的应用过程中，为了满足生产工艺的要求，人们发明了多种调速方法，归纳如下：发明了多种调速方法，归纳如下：交流调速交流调速异步（感应）电动机异步（感应）电动机（asynchronous machine）同步电动机同步电动机（synchronous machine/synchro
33、nous motor）变转差率调速变转差率调速串电阻调速串电阻调速绕线式异步电动机绕线式异步电动机调压调速调压调速双馈调速双馈调速绕线式异步电动机绕线式异步电动机电磁转差离合器调速电磁转差离合器调速变极对数调速变极对数调速鼠笼式转子鼠笼式转子变压变频（变压变频（Variable Voltage Variable Frequency）调速）调速变压变频调速变压变频调速六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系统及其组成统及其组成统及其组成统及其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二
34、、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负载四、生产机械的负载四、生产机械的负载四、生产机械的负载转矩特性转矩特性转矩特性转矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类六、交流调速系统分类第14页，此课件共20页哦交流调速系统的主要类型（根据调速公式分析）（根据调速公式分析）（根据调速公式分析）（根据调速公式分析）（一）异步电机（即感应电
35、机）调速系统类型：（一）异步电机（即感应电机）调速系统类型：（一）异步电机（即感应电机）调速系统类型：（一）异步电机（即感应电机）调速系统类型：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：s s、f f1 1、n nP P降电压调速；降电压调速；降电压调速；降电压调速；转差离合器调速；转差离合器调速；转差离合器调速；转差离合器调速；转子串电阻调速；转子串电阻调速；转子串电阻调速；转子串电阻调速；绕线电机串级调绕线电机串级调绕线电机串级调绕线电机串级调速或双馈电机调速；速或双馈电机调速；速或双馈电机调速；速或双馈电机调速；变极对数调速；变极对数
36、调速；变极对数调速；变极对数调速；变压变频调速等变压变频调速等变压变频调速等变压变频调速等 。（二）同步电机调速系统类型：（二）同步电机调速系统类型：（二）同步电机调速系统类型：（二）同步电机调速系统类型：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：根据公式，可调的参数有：f f1 1同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功率不变型（恒等
37、于率不变型（恒等于率不变型（恒等于率不变型（恒等于0 0）的，而同步电机转子极对数又是固定的，因此只能靠变压）的，而同步电机转子极对数又是固定的，因此只能靠变压）的，而同步电机转子极对数又是固定的，因此只能靠变压）的，而同步电机转子极对数又是固定的，因此只能靠变压变频调速，没有像异步电机那样的多种调速方法。变频调速，没有像异步电机那样的多种调速方法。变频调速，没有像异步电机那样的多种调速方法。变频调速，没有像异步电机那样的多种调速方法。六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分类类类类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成
38、及其组成及其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负载四、生产机械的负载四、生产机械的负载四、生产机械的负载转矩特性转矩特性转矩特性转矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第15页，此课件共20页哦附：电动机的能量转换按照交流异步电机的原理，按照交流异步电机的原理，从定子传入转子的从定子传入转子的电磁功率电磁功率Pm可分成两部分：
39、可分成两部分：一部分是拖动负载的有效功一部分是拖动负载的有效功率，称作率，称作机械功率机械功率Pmech；另一部分是传输给转子电路另一部分是传输给转子电路的的转差功率转差功率Ps=sPm，与转差，与转差率率 s 成正比。成正比。PmechPmPs六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统六、交流调速系统分类分类分类分类一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统一、运动控制系统及其组成及其组成及其组成及其组成二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历史与发展史与发展史与发展史与发展三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制系统转三、运动控制
40、系统转矩控制规律矩控制规律矩控制规律矩控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第16页，此课件共20页哦异步电动机功率异步电动机功率(能量能量)图图从定子传入转子的从定子传入转子的电磁功率电磁功率总机械功率总机械功率转子铜耗转子铜耗（转差功率）（转差功率）定义：转差功率定义：转差功率 Ps s Pm六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分类类类类一、运动控制系一、运动控制系一、运动控制系一、运动控
41、制系统及其组成统及其组成统及其组成统及其组成二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的二、运动控制系统的历史与发展历史与发展历史与发展历史与发展三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统三、运动控制系统转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律转矩控制规律四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩四、生产机械的负载转矩特性特性特性特性五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用五、交流调速系统应用领域领域领域领域第17页，此课件共20页哦（一）异步电动机调速（一）异步电动机调速（一）异步电动机调速（一）异步电动机调速转转差差功功率率：从从能能
42、量量转转换换的的角角度度看看，转转差差功功率率是是否否增增大大，能能量量是是被被消消耗掉还是得到利用，是评价调速系统效率高低的标志。耗掉还是得到利用，是评价调速系统效率高低的标志。按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类。按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类。按照电动机能量转换分类按照电动机能量转换分类按照电动机能量转换分类按照电动机能量转换分类转差功率消耗型转差功率消耗型转差功率消耗型转差功率消耗型（系统效率较低）（系统效率较低）（系统效率较低）（系统效率较低）全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。以以增增加加转转差差功功率率的的消消耗耗来来
43、换换取取转转速速降降低低（恒恒转转矩矩负负载载时时），越越到到低低速速效效率率越越低。低。结构简单，设备成本少，还有一定的应用价值。结构简单，设备成本少，还有一定的应用价值。转差功率馈送型转差功率馈送型转差功率馈送型转差功率馈送型（系统效率稍高）（系统效率稍高）（系统效率稍高）（系统效率稍高）转转差差功功率率一一部部分分被被消消耗耗掉掉，大大部部分分则则通通过过变变流流装装置置回回馈馈给给电电网网或或转转化化成机械能予以利用。成机械能予以利用。功率既可以从转子馈入又可以馈出的系统称作双馈调速系统。功率既可以从转子馈入又可以馈出的系统称作双馈调速系统。效率较高，只能采用绕线转子感应电动机。效率较
44、高，只能采用绕线转子感应电动机。转差功率不变型转差功率不变型转差功率不变型转差功率不变型（系统效率最高）（系统效率最高）（系统效率最高）（系统效率最高）变压变频调速，转子铜损基本不变，转子电路中没有附加的损耗，效率最高。变压变频调速，转子铜损基本不变，转子电路中没有附加的损耗，效率最高。须配置与电动机容量相当的变压变频器，设备成本最高。须配置与电动机容量相当的变压变频器，设备成本最高。变极对数调速也是转差功率不变型调速系统，属于有级调速。变极对数调速也是转差功率不变型调速系统，属于有级调速。六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分六、交流调速系统分类类类类一、运动控制系统及一、运
45、动控制系统及一、运动控制系统及一、运动控制系统及其组成其组成其组成其组成二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历二、运动控制系统的历史与发展史与发展史与发展史与发展三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩控制规律控制规律控制规律控制规律四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负四、生产机械的负载转矩特性载转矩特性载转矩特性载转矩特性五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应用领域用领域用领域用领域第18页，此课件共20页哦（二）（二）（二）（二）同步电动机调速同步电动机调速同步电动机调速同步电动机调
46、速同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。只能是转差功率不变型。只能是转差功率不变型。只能是转差功率不变型。同步电动机转子极对数是固定的，同步电动机转子极对数是固定的，同步电动机转子极对数是固定的，同步电动机转子极对数是固定的，只能靠变压变频调速只能靠变压变频调速只能靠变压变频调速只能靠变压变频调速。从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速从频率控制的方式来看，
47、同步电动机调速可分为他控变频调速从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速和自控变频调速两类。和自控变频调速两类。和自控变频调速两类。和自控变频调速两类。自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置自控变频调速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。换
48、相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。（三）两类交流调速（三）两类交流调速（三）两类交流调速（三）两类交流调速基基基基于于于于交交交交流流流流电电电电动动动动机机机机的的的的稳稳稳稳态态态态模模模模型型型型，其其其其动动动动态态态态性性性性能能能能不不不不高高高高，是是是是在在在在交交交交流流流流调调调调速速速速发发发发展展展展初初初初期期期期出现的。出现的。出现的。出现的。基基基基于于于于交交交交流流流流电电电电动动动动机机机机的的的的动动动动态态态态模模模模型型型型，能能能能实实实实现现现现高高高高动动动动态态态态性性性性能能能能，是是是是随随随随着着着着客客客客观观观观需需
49、需需要要要要和和和和研研研研究成果陆续开发出来的。究成果陆续开发出来的。究成果陆续开发出来的。究成果陆续开发出来的。六、交流调速系六、交流调速系六、交流调速系六、交流调速系统分类统分类统分类统分类一、运动控制系统及一、运动控制系统及一、运动控制系统及一、运动控制系统及其组成其组成其组成其组成二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统二、运动控制系统的历史与发展的历史与发展的历史与发展的历史与发展三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩三、运动控制系统转矩控制规律控制规律控制规律控制规律四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转四、生产机械的负载转矩特
50、性矩特性矩特性矩特性五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应五、交流调速系统应用领域用领域用领域用领域第19页，此课件共20页哦小结：小结：通过本单元的学习，了解通过本单元的学习，了解运动控制系统及其组成，运运动控制系统及其组成，运动控制系统的历史与发展，运动控制系统转矩控制规动控制系统的历史与发展，运动控制系统转矩控制规律，生产机械的负载转矩特性；重点掌握交流调速系律，生产机械的负载转矩特性；重点掌握交流调速系统应用领域，交流调速系统分类。统应用领域，交流调速系统分类。作业作业:对应章节全部思考题和习题。对应章节全部思考题和习题。本单元学习要求本单元学习要求第20页，此课件共2