现代交流调速

现代交流调速第1页，共33页，2023年，2月20日，星期六现代交流调速课程编号:06009S4学时:30学分:2开课学期:每学年第二学期讲授方式:授课+讨论+自学考核方式:平时到课10%+开卷考试90%第2页，共33页，2023年，2月20日，星期六现代交流调速参考书: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、PESC、IECON、EPE等第3页，共33页，2023年，2月20日，星期六现代交流调速主要内容：1、交流调速系统的发展与现状2、高压变频调速系统3、矢量控制、直接转矩控制、无速度传感器技术4、风力发电交流调速系统5、开关磁阻电机调速系统第4页，共33页，2023年，2月20日，星期六1、交流调速系统的发展与现状

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，2023年，2月20日，星期六1.1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，2023年，2月20日，星期六1.2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，2023年，2月20日，星期六

2、高压变频调速系统2.1高－低－高式变频调速系统

2.2交－交高压变频器调速系统

2.3高－低式多级串联型变频器

2.4高－高式直接变频器

第8页，共33页，2023年，2月20日，星期六2.1高－低－高式变频调速系统第9页，共33页，2023年，2月20日，星期六2.2交－交高压变频器调速系统第10页，共33页，2023年，2月20日，星期六2.3高－低式多级串联型变频器第11页，共33页，2023年，2月20日，星期六2.3高－低式多级串联型变频器第12页，共33页，2023年，2月20日，星期六2.4高－高式直接变频器第13页，共33页，2023年，2月20日，星期六3、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3.3SIMADYN-D构成的交-交变频系统硬件配置第14页，共33页，2023年，2月20日，星期六3.1系统组成由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统

第15页，共33页，2023年，2月20日，星期六第16页，共33页，2023年，2月20日，星期六第17页，共33页，2023年，2月20日，星期六4、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，2023年，2月20日，星期六4.1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，2023年，2月20日，星期六1、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

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，2023年，2月20日，星期六4.3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，2023年，2月20日，星期六4.3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，2023年，2月20日，星期六4.4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（10)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，2023年，2月20日，星期六5、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

5.3无差拍(Deadbeat)空间矢量调制方法

5.4离散空间矢量调制(DSVM)方法

5.5由PI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

5.7大容量的直接转矩控制的低速控制策略

第24页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.1典型的圆形磁链直接转矩控制系统第25页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.2直接磁链和转矩调节系统第26页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.3无差拍(Deadbeat)空间矢量调制方法1、T.G.Habetler的空间矢量调制方法2、转矩或磁链的预测控制方法3、基于检测反电势的离散时间直接转矩控制(DTDTC）4、基于几何图形的无差拍控制

第27页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.4离散空间矢量调制(DSVM)方法

（DSVM的空间电压分布情况）第28页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.4离散空间矢量调制(DSVM)方法

（磁链2级滞环和转矩5级滞环）第29页，共33页，2023年，2月20日，星期六5.5由PI调节器输出空间电压矢量的方法第30页，共33页，2023