电力拖动自动控制系统是工业自动化领域中的核心技术之一,主要用于驱动机械设备的运动控制。这篇PPT课件主要聚焦于交流拖动控制系统,这是20世纪后期随着电力电子技术和计算机控制技术的发展逐渐崛起的一种重要技术。
交流电力拖动系统的发展历程可以追溯到19世纪,起初直流电机因其优良的调速性能在高性能拖动系统中占据主导地位。然而,直流电机的电刷和换相器导致了频繁的维护需求,换向火花限制了其应用环境和容量。进入20世纪60-70年代,随着电力电子变换器的进步,交流拖动系统开始崭露头角,尤其是当矢量控制技术被发明后,交流电机的调速性能得到了显著提升,能够与直流电机相媲美。
交流拖动控制系统有三个主要应用领域:
1. 一般性能的节能调速:在风机、水泵等通用机械中,通过交流调速系统替代传统的挡板和阀门调节,能大幅节省电能,通常可节约20%-30%。
2. 高性能的交流调速系统和伺服系统:通过矢量控制技术,交流电机可以实现类似直流电机的高动态性能,广泛应用于精密控制和伺服系统中。
3. 特大容量、极高转速的交流调速:由于交流电机无换向器,适用于大容量和高速设备,如大型轧机和高速磨头。
交流电机调速系统主要分为异步电机(感应电机)和同步电机两大类,包括多种调速方式:
1. 降电压调速:通过改变电源电压调整电机转速。
2. 转差离合器调速:利用转差率控制电机转速。
3. 转子串电阻调速:通过改变转子回路电阻来调节转速。
4. 绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速:转差功率馈送型调速,适用于大容量电机。
5. 变极对数调速:通过改变电机的极对数改变转速。
6. 变压变频调速:通过改变电压和频率同时调整电机转速,是现代交流调速的主流方法。
随着技术的进步,交流调速系统的研究和应用已经相当成熟,深入理解其工作原理和基本规律对于设计和优化这些系统至关重要。这种技术的广泛应用不仅提高了生产效率,还大大降低了能源消耗,对工业生产和环境保护都产生了积极影响。