1、 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 第 1 页 共 42 页 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.1 1.1 本课题的意义本课题的意义 近几年来， 迅速发展的科学技术为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件 和物质基础，随着电力电子技术、计算机技术的发展和电力电子器件的更新换代，交流 调速技术获得了飞速发展。 现代交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一 样，而且成本和维护费用比直流电动机系统更低，可靠性更高，交流调速系统已从直流 调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、 相媲美、 相抗衡， 并逐渐取代的地位 1 。 特别应该指出的是，交流调速拖动系统在能源方面的作用。在世界能源
2、紧张、能源 费用高涨的今天， 交流调速技术作为节约能源的一个重要手段， 引起了人们的高度重视。 究其原因：一方面，交流拖动负荷在各国的总用电量中都占有很大的比重(工业发达国 家，大都占一半以上)，对这类负荷实现节能，可以获得十分可观的节电效益：另一方 面，交流拖动本身又存在着很大的可以挖掘的节电能力 2 。因此，研究性能更优越、节 能效果更好的调速系统，有着重要的现实意义。 串级调速是异步电动机调速方法之一，它可以将异步电动机的功率回馈给电网或是 转化为机械能送回到电动机轴上加以利用，因此效率高。串级调速是通过绕线式异步电 动机的转子回路引入附加电势而产生的，它属于变转差率来实现串级调速的，它
3、能实现 无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬 3 。特别是晶闸管次同步串级调速系统，技术 难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。 晶闸管串级调速技术除可用于新设备设计外，还可用于对旧设备进行技术改造，这 样不仅能改善调速性能，又可以节约能源。 总之，交流调速技术具有优良的调速性能，可带来节约能源、减少维修费用、节省 占地面积等优点， 尤其在大容量或工作于恶劣环境时更为直流电机拖动所不及。 所以 交 流调速技术的应用有着广阔的前景 4 。本课题研究的是使用晶闸管实现节能调速的过 程。 1.2 1.2 国内外发展状况国内外发展状况 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 第 2 页 共 42 页
4、 1.2.1 交、直流电机性能对比 交流电动机刚刚出现后，虽然结构简单、可靠、造价低廉，但调速性能(调速范 围、稳定性或静差度、平滑性等)却无法与直流调速系统相媲美，所以在调速领域中， 直流传动一直占据着统治地位。但是，由于直流电动机存在着“换向”这一理论和技 术方面的实际困难，使得直流电动机的最高电压只能达到 1000 多伏，而交流电动机 则很容易做成 6kV、10kV 或更高 5 ：另外直流电动机的制造和维护也比交流电动机复 杂，特别是随着科学技术的发展，直流电动机的单机容量、电压等级、转速和体积往 往不能满足实际需要， 而交流同步电动机和异步电动机的单机容量都可以远远高于直 流电动机；在转速方面直流电动机的最高转速只能达到 3000 转分左右，而交流电 动机转速则可高达每分钟数万转或更高，这些都是直流传动的薄弱环节 6 。 1.2.2 国外研究现状 为了克服上述缺点，很多国家一直在致力于发展交流传动技木。起初，由于交流调 速的发展受其物质基础静止式变流器件以及相应的电子逆变技术的限制，交流调速 装置未能得到推广应用，有的甚至未能走出实
