畢業(yè)設(shè)計(jì)--交流變頻調(diào)速系統(tǒng)

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1、摘?要?現(xiàn)在流行的異步電動機(jī)的調(diào)速方法可分為兩種：變頻調(diào)速和變壓調(diào)速，其中異步電動機(jī)的變頻調(diào)速應(yīng)用較多，它的調(diào)速方法可分為兩種：變頻變壓調(diào)速和矢量控制法，前者的控制方法相對簡單，有二十多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。因此應(yīng)用的比較多，目前市場上出售的變頻器多數(shù)都是采用這種控制方法。關(guān)鍵詞:交流調(diào)速系統(tǒng),異步電動機(jī),PWM技術(shù).....34目錄摘?要1前言31.1設(shè)計(jì)的目的和意義31.2變頻器調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理3第二章變頻器42.1變頻器選型：42.2變頻器控制原理圖設(shè)計(jì)：42.3變頻器控制柜設(shè)計(jì)62.4變頻器接線規(guī)范72.5變頻器的運(yùn)行和相

2、關(guān)參數(shù)的設(shè)置82.6常見故障分析8第三章交流調(diào)速系統(tǒng)概述103.1交流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)10第四章變頻電動機(jī)的特點(diǎn)144.1電磁設(shè)計(jì)144.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14第五章變頻電機(jī)主要特點(diǎn)和變頻電機(jī)的構(gòu)造原理155.1變頻專用電動機(jī)具有如下特點(diǎn)：155.2變頻電機(jī)的構(gòu)造原理15第六章交流異步電動機(jī)166.1交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速基本原理166.2變頻變壓（VVVF）調(diào)速時電動機(jī)的機(jī)械特性186.3變壓變頻運(yùn)行時機(jī)械特性分折19第七章PWM技術(shù)原理247.1?正弦波脈寬調(diào)制(SPWM）257.2單極性SPWM法................

3、..................................................................................................26結(jié)論31致謝3234參考文獻(xiàn)33前言1.1設(shè)計(jì)的目的和意義近年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，交流傳動與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品

4、質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。深入了解交流傳動與控制技術(shù)的走向，具有十分積極的意義．1.2變頻器調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護(hù)電路以及控制器（MCU／DSP）等部分組成。首先將單相或三相交流電源通過整流器并經(jīng)電容濾波后，形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形

5、脈沖波形。在這里，通過改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值；通過改變調(diào)制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調(diào)速對U／f協(xié)調(diào)控制的要求。PWM的優(yōu)點(diǎn)是能消除或抑制低次諧波，使負(fù)載電機(jī)在近正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈沖小，調(diào)速范圍寬。采用PWM控制方式的電機(jī)轉(zhuǎn)速受到上限轉(zhuǎn)速的限制。如對壓縮機(jī)來講，一般不超過7000r／rain。而采用PAM控制方式的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可提高1．5倍左右，這樣大大提高了快速增速和減速能力。同時，由于PAM在調(diào)整電壓時具有對電流波形的整形作用，因而可以獲得比PWM更高的

6、效率。此外，在抗干擾方面也有著PWM無法比擬的優(yōu)越性，可抑制高次諧波的生成，減小對電網(wǎng)的污染。采用該控制方式的變頻調(diào)速技術(shù)后，電機(jī)定子電流下降64％，電源頻率降低30％34，出膠壓力降低57％。由電機(jī)理論可知，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為：n=60·f8（1—8）／p第二章變頻器變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。

7、變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。2.1變頻器選型：變頻器選型時要確定以下幾點(diǎn)：1)采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。2)變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。3)變頻器與負(fù)載的匹配問題；I.電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。II.電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于

8、特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。III.轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。4)在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型