维修电工(高级)第三章ppt课件.ppt
交直流调速技术,第三章,第三章交直流调速技术,培训学习目标,熟悉开环、单闭环直流调速系统的基本原理；熟悉双闭环直流调速系统的基本原理；掌握PWM直流调速系统的工作原理及应用；掌握交流调压调速和串级调速系统的工作原理及应用；熟悉变频器的基本工作原理；掌握变频器的安装、接线及参数设定方法；熟悉变频器的应用及维护方法。,第三章 交直流调速技术,第二节 交流调速技术及应用 一、交流调压调速系统 二、串级调速系统 三、变频调速技术复习思考题,第一节 直流调速基础知识 一、自动控制基本概念 二、转速负反馈直流调速系统 三、电压负反馈加电流正反馈 直流调速系统 四、自动调速系统的限流保护电流截止负反馈 五、速度、电流双闭环调速系统 六、脉宽调制调速技术,目 录,第一节直流调速基础知识,一、自动控制基本概念,1.开环控制系统,这种控制系统有以下特点：1）电动机的转速n只受控制量Usn的控制，转速n对控制量Usn没有反控制作用。2）系统对干扰产生的误差不能自动修正。3）系统为了保证一定的控制精度，系统必须采用高精度元器件。4）系统不存在稳定问题。,图3-1,第一节直流调速基础知识,一、自动控制基本概念,2.闭环控制系统,闭环调速系统有以下特点：1）具有较强的抗干扰能力，控制精度高。2）闭环调速系统有反馈网络，结构复杂，成本较高。3）系统存在稳定问题。,图3-2,第一节直流调速基础知识,二、转速负反馈直流调速系统,1.转速负反馈有静差调速系统,图3-3,图3-4,第一节直流调速基础知识,二、转速负反馈直流调速系统,2.转速负反馈无静差调速系统,图36采用了PI调节器的无静差调节器,图3-6,第一节直流调速基础知识,二、转速负反馈直流调速系统,2.转速负反馈无静差调速系统,图37比例-积分调节器电路及其输出特性a）比例积分调节器电路b）输出特性,图3-7,第一节直流调速基础知识,第一节直流调速基础知识,三、电压负反馈加电流正反馈直流调速系统,1.电压负反馈调速系统,图3-8,2.电流正反馈和补偿控制规律,图3-9,第一节直流调速基础知识,四、自动调速系统的限流保护电流截止负反馈,1.电流截止负反馈,2.有静差直流调速系统实例分析,图3-11,图3-10,第一节直流调速基础知识,四、自动调速系统的限流保护电流截止负反馈,2.有静差直流调速系统实例分析,图3-12,（1）主电路（2）触发电路（3）放大电路（4）控制电路（5）电流截止保护（6）抗干扰、消振荡环节 （7）系统的自动调节,第一节直流调速基础知识,五、速度、电流双闭环调速系统,1.双闭环系统分析,图3-16,图3-17,第一节直流调速基础知识,五、速度、电流双闭环调速系统,2.双闭环系统的大、小信号起动问题,1）由于存在积分环节，一旦达到饱和,除非U变为负值，否则不会自动退出。 2）一旦达到饱和状态，调节器所在系统就进入非线性状态，失去调节能力。 3）当U=0，即使未达到饱和值，输出电压Uout也必趋向一恒定值，这时系统仍保持着调节能力。,3.有电流约束条件的理想起动过程（大信号起动）,在整个起动过程中，把Id限制在最大允许值Idm，使之既不超越，亦不减小，实行“恒流调节”。,4.在扰动作用下的恢复过程,（1）在电源电压波动情况下双闭环系统的调节作用 （2）突加负载扰动之下双闭环系统的动态过程,第一节直流调速基础知识,六、 脉宽调制调速技术,1.直流脉宽（PWM）调制原理,图3-18,图3-19,第一节直流调速基础知识,六、 脉宽调制调速技术,1.直流脉宽（PWM）调制原理,图320PWM驱动装置控制原理框图,图3-20,第一节直流调速基础知识,六、 脉宽调制调速技术,2.双闭环可逆直流脉宽调制调速系统原理,图321双闭环可逆直流脉宽调速系统的原理,（1）脉宽调制器UPW 1）用锯齿波作调制信号的脉宽调制器。2）用三角波作调制信号的脉宽调制器。3）用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉宽调制器。4）数字式脉宽调制器。,图3-21,第一节直流调速基础知识,六、 脉宽调制调速技术,2.双闭环可逆直流脉宽调制调速系统原理,（2）基极驱动器,（3）直流脉宽调速主电路,图3-25,图3-24,第一节直流调速基础知识,六、 脉宽调制调速技术,2.双闭环可逆直流脉宽调制调速系统原理,图3-26,第二节交流调速技术及应用,一、交流调压调速系统,1.交流调压调速,2.闭环控制的调压调速系统,图3-28,图3-27,第二节交流调速技术及应用,二、串级调速系统,1.异步电动机转子附加电动势时的工作,2.附加电动势的获得与电气串级调速系统,图3-30,图3-29,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,1.通用变频器的基本工作原理,（1）交流异步电动机变频调速原理 n=（1-s）60f/p（2）变频调速系统的控制方式 E1=4.44kr1f1N1m 1）基频以下调速 2）基频以上调速（3）SPWM控制技术,2.通用变频器的基本结构,（1）通用变频器的外形结构,图3-34,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,2.通用变频器的基本结构,1）主电路接线端,图3-35,2）控制端子,图3-36,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,2.通用变频器的基本结构,3）操作面板,图3-37,（2）变频器的类别 1）按照变换环节分类 交交变频器。 交直交变频器。2）按照滤波方式分类 电压源型变频器。 电流源型变频器。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,2.通用变频器的基本结构,（3）变频器的额定值和频率指标1）输入侧的额定值2）输出侧的额定值 输出电压UN 输出电流IN 输出容量SN 配用电动机容量PN 超载能力3）频率指标 频率范围 频率精度 频率分辨率,3.通用变频器的控制电路原理,1）普通型U/f通用变频器 主要特点和优点：转速开环控制，无速度传感器，控制电路简单，使用通用标准异步电动机，通用性强，性价比高。 主要缺点2）具有恒定磁通功能的Uf通用变频器。3）矢量控制的通用变频器。4）直接转矩控制的通用变频器。 直接转矩控制的基本原理： 直接转矩控制的主要特点：,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,4.变频器运行频率的设定方法,（1）给定频率设定方法 1）面板给定2）预置给定3）外接给定4）通信给定（2）变频器的外接给定配置 1）外接电压给定信号控制端2）外接电流给定信号的控制3）辅助给定,5.变频器运行频率范围的设定,（1）基本频率和最高频率（2）上限频率和下限频率（3）回避频率（4）载波频率设定（5）瞬停再起动,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,6.变频器的起动,（1）变频器的起动1）起动频率2）起动前直流制动（2）升降速1）升速时间2）降速时间3）升降速方式 线性方式 S形,7.变频器的制动,（1）直流制动直流制动 （2）外接制动电阻和制动单元制动 （3）整流回馈制动,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,8.微机设置变频器的参数和功能,（1）接口与标准转换 要实现变频器网络的计算机控制，首先要有完善的微机监控系统，实现微机与变频器之间的串行通信。,（2）三菱变频器设置 1）启动VFD Setup Softuare软件。,图3-53,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,8.微机设置变频器的参数和功能,2）设置变频器型号和容量。,图3-54,3）通信设置。,图3-55,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,9.变频器的安装,（1）变频器的安装环境 1）环境温度2）环境湿度3）安装场所4）安装空间5）其他条件,（2）变频器的安装1）变频器的发热与散热 变频器的发热 变频器的散热2）变频器的接线： 主电路的接线 控制电路的接线,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,10.变频器的调试,（1）通电前的检查1）外观、构造检查。2）电源电压、绝缘电阻的检查。（2）变频器的通电和预置1）熟悉键盘。2）进行功能预置。3）接好外部输入控制线。,（3）电动机的空载试验 1）先将频率设置为0位，合上电源，微微提升工作频率，观察电动机的起转情况及旋转方向是否正确。如方向相反，则予以纠正。2）将频率上升到额定频率，让电动机运行一段时间。如一切正常，再选若干个常用的工作频率，也使电动机运行一段时间。3）将给定频率信号突降至0（或按停止按钮），观察电动机的制动情况。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,10.变频器的调试,（4）拖动系统的起动和停机 1）起转试验：使工作频率从0Hz开始微微增加，观察拖动系统能否运转，在多大频率下起转。 2）起动试验：将给定信号调至最大，按下起动键，观察起动电流的变化及整个拖动系统在加速过程中运行是否平稳。 3）停机试验：将运行频率调至最高频率，按停止键，观察拖动系统的停机过程是否出现因过电压或过电流而跳闸。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,10.变频器的调试,（5）拖动系统的负载试验 1）如FmaxFN，则应进行最高频率时的带载能力试验。 2）在负载的最低频率下，应考察电动机的发热情况，使拖动系统工作在负载所要求的最低转速下，施加该转速下的最大负载，按负载所要求的连续运行时间进行低速连续运行，观察电动机的发热情况。 3）过载试验，按负载可能出现过载情况及持续时间进行试验，观察负载能否连续工作。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,11.变频器的维护,（1）变频器的检查 1）检查注意事项：必须熟悉变频器的基本原理、功能特点、技术指标等，具有操作变频器运行的经验；维护前必须切断电源，主电路电容器彻底放电后再进行作业；仪器、仪表应符合要求，使用方法要正确。 2）日常检查项目：检查变频器在运行中是否有异常现象；安装地点的环境是否异常；冷却系统是否正常；变频器、电动机、变压器、电抗器是否过热、变色或有异味；电动机是否有异常振动、异常声音；主电路电压和控制电路电压是否正常；滤波电容器是否漏液或变形；各种显示是否正常。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,11.变频器的维护,3）定期检查的主要项目及维护：一般的定期检查应一年进行一次，绝缘电阻的检查可以三年进行一次。检查的重点是冷却系统，即冷却风机和散热器。电解电容器受周围温度及使用条件的影响，电容量也会变小或发生老化；接触器触头有无磨损或接线松动；充电电阻是否过热；接线端子有无松动及控制电源是否正常。 4）零部件的更换：变频器由多种部件组成，某些部件经长期使用后性能降低、劣化，这是故障发生的主要原因。为了长期安全生产，某些部件必须及时更换。,第二节交流调速技术及应用,三、变频调速技术,11.变频器的维护,（2）通用变频器的故障诊断 通用变频器自身具有比较完善的自诊断、保护和报警功能，当变频系统出现故障时，变频器大都能自动停车保护，并显示故障信息。检修时可根据这些信息查找变频器说明书和相关资料的故障说明，找出故障点并进行维修。,第三章 交直流调速技术,1.比较开环控制与闭环控制的特征、优缺点和应用场合的不 同。2.晶闸管直流调速系统中，有环流和无环流的应用特点是什么？3.ASR、ACR为何要限幅？如何调整？4.如何测定速度反馈极性？如何调整反馈系数？5.直流脉宽调制调速和晶闸管可控整流调速相比，有什么特点？6.交流调压调速有什么应用特点？,复习思考题,第三章 交直流调速技术,复习思考题,7.串级调速有什么应用特点？8.电力拖动系统中应用变频调速有哪些优点？9.变频器容量和类型的选择原则是什么？10.变频调速系统中，采用公用直流母线与电源反馈相结合的供电方式，有什么特点？,
