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第23章 交流电机的电子控制

本章主要讨论三相电动机及其控制系统。

23.0 引言

  第22章介绍了能使直流电机高效率运行的电力电子控制系统。4象限控制可以满足精确的高速传动系统的要求。电力电子控制同样适用于交流电机。这样,可使用电力电子装置控制笼型、绕线型感应电机和同步电机。通过改变电压和电流来控制直流电机,而通过改变电压和供电频率来控制交流电机。直流电机有很好的控制性能,但为什么还要使用交流电机?以下是此问题的答案:

  1. 交流电机没有换向器和电刷;因此,不需要经常维护。
  2. 交流电机比直流电机价格便宜(重量也轻一点)。
  3. 在恶劣的环境条件下,交流电机更加耐用,运行得更良好。
  4. 交流电机可以在很高的电压下工作,高达 25kV。直流电机只能工作在 1000V 以下。
  5. 交流电机的容量可以大得多,可以高达 500 00kW。直流电机则低于 2000kW。
  6. 交流电机能够运行在 100 000r/min 的转速下工作,但是大容量直流电机转速一般低于 2000r/min。

  本章主要讨论三相电动机及其控制系统。读者首先应复习 21 章、22 章中关于电力驱动的基本原理。此外,为了理解交流电机控制的基本原理,读者应该复习 20.18 和 20.20,这两部分闸述了改变供电电压频率对笼型感应电机运行特性的影响。

23.1 交流驱动装置的类型

23.2 电流源型逆变器供电的同步电机驱动系统

23.3 同步电动机和交交变频器

23.4 交交变频器的电压、频率控制

23.5 交交变频器供电的笼型感应电动机

23.6 笼型异步电动机和调压调速

23.7 笼型异步电动机的软起动

自换流逆变器

23.8 用于笼型电动机的自换流变频器

23.9 电流源型自换流式变频器(方波)

23.10 电压源型自换流式变频器(方波)

23.11 绕线式感应电动机的斩波控制

23.12 绕线式感应电动机转子能量反馈调速

脉宽调制型调速系统

23.13 脉宽调制基本概念

23.14 脉宽调制方式和感应电动机

感应电动机的转矩速度控制

23.15 直流电动机和磁通方向

23.16 转差、磁通方向和转矩

23.17 变速控制(恒转矩模式)特性

23.18 变速控制(恒功率模式)特性

23.19 变速控制(发电机模式)特性

23.20 感应电动机及其等效电路

23.21 实际电动机的等效电路

23.22 实际电动机的电压频率性

23.23 感应电动机的转速转矩控制

23.24 载波频率

23.25 感应电动机动态控制

23.26 磁通矢量控制原则

23.27 变速驱动和电力引引

23.28 主要单元

23.29 三相变流器的运行模式

23.30 单相变流器运行模式

23.31 直接转矩控制

23.32 磁通和转矩的砰――砰控制

23.33 转速控制

23.34 两相电动机产生的磁场

23.35 旋转磁场的产生

23.36 磁通的控制

23.37 控制旋转速度

23.38 开关过程的编程逻辑

23.39 瞬时转差及转矩的产生

23.40 三相电动机的控制

23.41 直接转矩控制系统原理图

23.42 小结

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