1.2 交流调速的发展历史和研究现状 交流电机分为异步电机和同步电机两大类,在所有交流电动机中,特别是笼式三相异步电机,具有的优点是结构简单,结实耐用,廉价且不需要经常保养,所以广泛用于人们的生产生活中。 尽管交流电机在直流电机之后出现,然而在 20世纪 70 年代开始,随着社会的需求,广泛的调速范围、控制的精度及动态响应特性,基本上都是使用交流电机。不过,从 1950 年开始,交流调速系统发生了一次重大的变革,使得交流电机从真正意义上实现转速的有效控制,来取代昂贵的修理费用,文修不方便的直流电机[4]。在 1960 年之后,因为能源的紧缺和可持续发展的出现,资源的节约等多个方面,每个国家都开始考虑到能源利用的问题,因此都慢慢地重视这门技术。交流调速系统在中国才刚刚起步,但随着我国经济发展的迅速,国家已经将交流变频技术列为重点项目。这将加快中国的交流调速系统的发展,我国目前交流调速的研究基础与国外并没有很大的差距,虽然整体技术有些落后,但是国家投入了大量的人力、物力,已经形成了一定的规模。交流调速系统克服了直流调速系统的缺点,发挥了自身的优势,使得交流调速系统成为电气传动方向的主流。在各个工业国家对于交流调速的研究都很重视[5], 也都投入了一定的资源。因此,我国更应该努力提高研究水平,尽量缩小差距。 交流调速系统取得的成就,和人们对其所作出的努力使得这门技术越来越完善,很快应用到各个领域。伴随着社会的巨大进步,出现了一些新的电力电子器件和全新的现代控制理论,因此交流调速技术也取得了很大的成功,主要体现在工业控制和能源节约方面[6]。交流调速技术在将来的发展一定是一片光明,他的成功不将仅仅在工业上,还有家电、玩具、生产、生活等很多方面。
1.3 论文主要内容 交流调速系统可以分为两种:第一个是稳态的交流电机,另一个是动态的交流电机。在交流调速发展的早期,第一种的动态机能很弱;在交流调速发展的后期,第二种的动态机能很强,这两种形成了鲜明的对比。 本文对交流调速系统的研究方法是变频调速技术,利用 PLC可编程逻辑控制来实现。主要内容如下: (1)掌握交流电机的调速方法:调压调速是通过调节电压量来改变转差率,以此达到调速。变频调速是交流调速系统中最佳的一种方式,通过转换旋转磁场来改变电压频率,从而达到调速这个目标。变极调速要改变电机转速必须要先把磁场的极对数改变,通过极对数的改变再来改变同步转速。 (2)本设计使用的是三菱FX2N系列的产品,了解PLC流程图设计和程序内部原理,在使用PLC 时应注意用电的安全。 (3)变频调速技术是通过电源频率的改变,来达到安全的调速范围。变频调速范围时很大的,并且有很强的机械特性,还有充足的圆滑性。
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