電氣傳動自動化技術(shù)手冊

1、.第3版序言第2版序言第1版序言第1章 常用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.1 常用標(biāo)準(zhǔn)目錄1.2 常用術(shù)語1.3 計(jì)量單位1.3.1 國際單位制（SI）（摘自GB 31001993）1.3.2 電學(xué)、磁學(xué)單位和常用單位及其換算1.4 物理量和下角標(biāo)符號1.4.1 常用物理量符號1.4.2 推薦的下角標(biāo)符號1.5 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系1.5.1 優(yōu)先數(shù)系的基本系列和補(bǔ)充系列（摘自GB/T 3212005）1.5.2 用于電阻、電容參數(shù)的E系列1.6 常用電氣簡圖用圖形符號1.7 項(xiàng)目代號與文字符號1.7.1 項(xiàng)目代號組成（摘自GB/T 50942002）1.7.2 文字符號（摘自GB/T 5094.2200

2、3）1.8 電氣制圖（摘自GB/T 6988.12008）1.8.1 信息表達(dá)規(guī)則1.8.2 簡圖總則1.8.3 概略圖1.8.4 功能圖1.8.5 電路圖1.8.6 接線圖1.8.7 布置圖1.9 設(shè)計(jì)選用參數(shù)1.9.1 標(biāo)準(zhǔn)電壓（摘自GB/T 1562007）1.9.2 標(biāo)準(zhǔn)電流（摘自GB/T 7622002）1.9.3 標(biāo)準(zhǔn)頻率（摘自GB/T 19802005）1.9.4 電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則（摘自GB/T 252952010）1.9.5 電擊防護(hù)（摘自GB/T 170452008）1.9.6 電氣絕緣（摘自GB/T 110212007和GB/T 16935.12008）1.9.7 外殼

3、防護(hù)等級（IP代碼）（摘自GB 42082008）1.10 電氣控制設(shè)備的通用要求（摘自GB/T 37972005）1.10.1 正常使用條件1.10.2 一般要求1.10.3 性能指標(biāo)1.10.4 冷卻1.10.5 電氣間隙與爬電距離1.10.6 絕緣電阻與介電性能1.10.7 溫升1.10.8 保護(hù)1.10.9 控制電路1.10.10 控制柜（臺）1.10.11 EMC試驗(yàn)1.11 用半導(dǎo)體電力變流器的直流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定（摘自GB/T 3886.12001）1.11.1 額定值1.11.2 非重復(fù)負(fù)載工作制的工作制等級1.11.3 晶閘管裝置的試驗(yàn)1.12 交流電動機(jī)電力電子

4、軟起動裝置（摘自JB/T 102512001）1.12.1 術(shù)語1.12.2 技術(shù)參數(shù)1.12.3 一般要求1.12.4 電氣間隙與爬電距離1.12.5 絕緣電阻與介電強(qiáng)度1.12.6 溫升1.12.7 外殼保護(hù)1.12.8 安裝與接地1.12.9 噪聲1.12.10 冷卻1.12.11 電氣性能指標(biāo)1.13 低壓直流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定（摘自GB/T 12668.12002）1.13.1 術(shù)語1.13.2 功能特性1.13.3 使用條件1.13.4 額定值1.13.5 性能要求1.13.6 安全和警告標(biāo)志1.14 低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定（摘自GB/T 12668.220

5、02）1.14.1 術(shù)語1.14.2 功能特性1.14.3 使用條件1.14.4 額定值1.14.5 性能要求1.14.6 安全和警告標(biāo)志1.14.7 常用的控制方案1.15 調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)的電磁兼容（摘自GB/T 12668.32003）1.15.1 抗擾度要求1.15.2 發(fā)射要求1.16 交流電壓1000V以上但不超過35kV的交流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定（摘自GB/T 12668.42006）1.16.1 電氣傳動系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概述1.16.2 使用條件1.16.3 額定值1.16.4 控制性能要求1.16.5 PDS的主要部件1.16.6 PDS集成要求1.17 特種環(huán)境設(shè)備的要

6、求1.17.1 船用設(shè)備（摘自GB/T 4798.61996）1.17.2 熱帶用設(shè)備（摘自JB/T 41591999）第2章 電氣傳動系統(tǒng)方案及電動機(jī)選擇第3章 電力電子器件與電源第4章 調(diào)速技術(shù)基礎(chǔ)第5章 電動機(jī)的電器控制第6章 直流傳動系統(tǒng)第7章 交流調(diào)速傳動系統(tǒng)第8章 典型控制系統(tǒng)方案第9章 電氣傳動控制系統(tǒng)的綜合第10章 電氣傳動裝置第11章 電氣傳動裝置的諧波治理和無功補(bǔ)償?shù)?2章 基礎(chǔ)自動化第13章 電磁兼容性與可靠性第14章 電控設(shè)備的安裝和調(diào)試第15章 電氣傳動的工業(yè)應(yīng)用附錄 部分電氣設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)介紹電氣傳動自動化技術(shù)手冊（第三版）部分章節(jié)詳細(xì)目錄第2章 電氣傳動系統(tǒng)方案及電

7、動機(jī)選擇2.1 電氣傳動系統(tǒng)的組成2.1.1 電動機(jī)270電動機(jī)的類型及其自然機(jī)械特性各種電動機(jī)的自然機(jī)械特性270各類電動機(jī)機(jī)械特性計(jì)算公式及主要性能271電動機(jī)的外殼結(jié)構(gòu)型式2.1.2 電源裝置2732.1.3 電氣傳動控制系統(tǒng)2732.2 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載類型及生產(chǎn)機(jī)械和電動機(jī)的工作制2.2.1 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載類型274恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒功率負(fù)載風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載（二次型負(fù)載）2.2.2 生產(chǎn)機(jī)械的工作制2752.2.2.1 長期工作制2.2.2.2 短期和重復(fù)短期工作制2.2.3 電動機(jī)的工作制275分為10個類型2.3 電動機(jī)的選擇2.3.1 直流與交流電動機(jī)的比較2802.3.1.1 不需調(diào)速

8、的機(jī)械2.3.1.2 需要調(diào)速的機(jī)械轉(zhuǎn)速與功率之積飛輪力矩解決直流電動機(jī)GD2大和功率受限制問題在環(huán)境惡劣場合交直流電動機(jī)調(diào)速性能差不多對電網(wǎng)的影響2.3.2 交流電動機(jī)的選擇2812.3.2.1 普通勵磁同步電動機(jī)2.3.2.2 永磁同步電動機(jī)2.3.2.3 大功率無換向電動機(jī)2.3.2.4 異步電動機(jī)2.3.2.5 開關(guān)磁阻電動機(jī)2.3.3 直流電動機(jī)的選擇2832.3.4 電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇共10條2832.3.5 電動機(jī)的四種運(yùn)行狀態(tài)284四種運(yùn)行狀態(tài)動力制動再生制動2.3.6 常用電動機(jī)的性能及適用范圍2842.3.7 電動機(jī)的功率計(jì)算及檢驗(yàn)287發(fā)熱校驗(yàn)走動校驗(yàn)過載能力校驗(yàn)電動機(jī)

9、GD2校驗(yàn)2.3.7.1 電動機(jī)功率計(jì)算的基本公式288電動機(jī)容量計(jì)算的基本公式表25飛輪力矩的計(jì)算表26機(jī)械傳動效率平均值表27滾動摩擦系數(shù)表表28滑動摩擦系數(shù)表表292.3.7.2 幾種常用機(jī)械傳動中所用電動機(jī)的功率計(jì)算291離心式風(fēng)機(jī)離心式泵離心式壓縮機(jī)起重機(jī)金屬切削機(jī)床2.3.7.3 電動機(jī)的校驗(yàn)293恒定負(fù)載連續(xù)工作制下電動機(jī)的校驗(yàn)電動機(jī)的額定功率PN；電動機(jī)的最小起動轉(zhuǎn)矩；允許的最大飛輪力矩；短時工作制下電動機(jī)的校驗(yàn)294變動負(fù)載連續(xù)工作制電動機(jī)的校驗(yàn)294矩形負(fù)載；梯形或三角形負(fù)載；斷續(xù)周期工作制下電動機(jī)的校驗(yàn)295選用斷續(xù)定額電動機(jī)等效電流選用連續(xù)定額電動機(jī)等效電流、等效轉(zhuǎn)矩平

10、均損耗法297電動機(jī)在一個周期中的平均總損耗起動過程中的能量損耗起動時間穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能量損耗穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)電流反接制動過程中的能量損耗能耗制動過程中的能量損耗反接和能耗制動時間平均總損耗折算到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率2.3.7.4 計(jì)算舉例例21平穩(wěn)負(fù)載長期工作制電動機(jī)容量校驗(yàn)實(shí)例299例22用平均損耗法校驗(yàn)斷續(xù)工作制電動機(jī)2992.4 典型生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求及電氣傳動系統(tǒng)方案的選擇2.4.1 風(fēng)機(jī)和泵類3012.4.2 球磨機(jī)和磨類3012.4.3 簡單調(diào)速類3022.4.4 穩(wěn)速類3022.4.5 多分部（單元）速度協(xié)調(diào)類3022.4.6 寬調(diào)速類3032.4.7 快速正反轉(zhuǎn)類3032.4.8

11、隨動（伺服）類3042.4.9 提升機(jī)械類3042.4.10 張力控制類3052.4.11 高速類305第4章 調(diào)速技術(shù)基礎(chǔ)4.1 調(diào)速系統(tǒng)分類和系統(tǒng)指標(biāo)4.1.1 調(diào)速的分類3584.1.1.1 開環(huán)調(diào)速和閉環(huán)調(diào)速4.1.1.2 無級調(diào)速和有級調(diào)速4.1.1.3 向上調(diào)速和向下調(diào)速4.1.1.4 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速4.1.2 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標(biāo)3594.1.2.1 穩(wěn)態(tài)調(diào)速精度4.1.2.2 靜差率與調(diào)速范圍4.1.2.3 穩(wěn)速精度4.1.2.4 轉(zhuǎn)速分辨率4.1.3 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)（第9章9.1節(jié)）4.2 模擬控制和數(shù)字控制4.2.1 離散和采樣3604.2.2 連續(xù)變量的量化4.

12、2.3 增量式編碼器脈沖信號的量化3624.2.3.1 轉(zhuǎn)速測量4.2.3.2 角位置測量4.2.4 電壓、電流等模擬量的量化3644.2.4.1 瞬時值法4.2.4.2 平均值法4.2.5 模擬和數(shù)字調(diào)節(jié)器3664.2.5.1 比例積分（PI）調(diào)節(jié)器4.2.5.2 慣性比例（PT）調(diào)節(jié)器4.2.5.3 慣性微分（DT）調(diào)節(jié)器4.2.6 模擬和數(shù)字斜坡給定（給定積分）3694.2.6.1 普通RFG4.2.6.2 帶圓角的RFG4.2.7 開環(huán)前饋補(bǔ)償（預(yù)控）3724.3 數(shù)字控制器4.3.1 對數(shù)字控制器的要求3734.3.1.1 處理器4.3.1.2 輸入和輸出接口4.3.1.3 通信接口

13、4.3.1.4 外圍設(shè)備4.3.1.5 控制電源4.3.2 常用微處理器和控制芯片3744.3.2.1 單片機(jī)4.3.2.2 數(shù)字信號處理器4.3.2.3 精減指令集計(jì)算機(jī)4.3.2.4 并行處理器和并行DSP4.3.2.5 專用集成電路4.3.3 專用數(shù)字控制器和通用數(shù)字控制器3764.3.3.1 專用數(shù)字控制器4.3.3.2 通用數(shù)字控制器4.4 調(diào)速系統(tǒng)中的信號檢測4.4.1 電壓、電流測量3774.4.1.1 取樣電阻直接檢測法4.4.1.2 隔離放大器4.4.1.3 交流互感器4.4.1.4 霍爾傳感器4.4.1.5 基于變換的電壓、電流檢測器4.4.2 轉(zhuǎn)速和位置測量3824.4.

14、2.1 測速發(fā)電機(jī)4.4.2.2 編碼器4.4.2.3 旋轉(zhuǎn)變壓器第5章 電動機(jī)的電器控制5.1 電動機(jī)的起動、制動及保護(hù)5.1.1 電動機(jī)的起動3855.1.1.1 電動機(jī)起動的條件385起動時，對電網(wǎng)造成的電壓降不超過規(guī)定的數(shù)值；起動功率不超過供電設(shè)備和電網(wǎng)的過載能力；電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于傳動機(jī)械的靜阻轉(zhuǎn)矩；起動時，應(yīng)保證電動機(jī)及起動設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性；各種機(jī)械所需的轉(zhuǎn)矩表515.1.1.2 三相異步電動機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)386直接起動；減壓起動；軟起動；熔斷器起后備短路保護(hù)，主保護(hù)由低壓斷路器承擔(dān)；熱繼電器起電動機(jī)過載保護(hù)作用；欠電壓與失壓保護(hù)；5.1.1.3 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起

15、動387轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動；轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動；388起動特性；按機(jī)械負(fù)載特性選用頻敏變阻器頻敏變阻器接線393改變頻敏變阻器匝數(shù)和氣隙時的特性5.1.1.4 籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動393按電網(wǎng)容量允許直接起動的籠型電動機(jī)功率；表56表57直接起動；星三角減壓起動；定子串電阻減壓起動；自耦變壓器減壓起動；籠型電動機(jī)各種起動方式比較表583955.1.1.5 軟起動控制器394工作原理；軟起動控制器的工作特性斜坡恒流升壓起動；脈沖階躍起動；減速軟?？刂?；節(jié)能特性；制動特性；軟起動器的應(yīng)用5.1.1.6 可逆起動3965.1.1.7 變極對數(shù)三相交流異步電動機(jī)的控制5.1.1.8 點(diǎn)動運(yùn)行5

16、.1.1.9 同步電動機(jī)的起動396直接起動的條件；電抗器減壓起動；自耦變壓器減壓起動；變頻起動；準(zhǔn)同步起動；5.1.1.10 直流串勵電動機(jī)的起動4015.1.2 電動機(jī)的制動5.1.2.1 機(jī)械制動4025.1.2.2 能耗制動404各種電動機(jī)能耗制動的性能表5155.1.2.3 反接制動404反接制動的接線方式和制動特性表5165.1.2.4 回饋制動408回饋制動的性能表5175.1.2.5 低頻制動4085.1.3 電動機(jī)的保護(hù)4095.1.3.1 交流電動機(jī)的保護(hù)409短路保護(hù)；過載保護(hù)；欠電壓保護(hù)；5.1.3.2 直流電動機(jī)的保護(hù)4125.1.4 智能型電動機(jī)控制器4135.2

17、電器的選擇5.2.1 隔離器、刀開關(guān)4145.2.1.1 開啟式刀開關(guān)5.2.1.2 封閉式負(fù)荷開關(guān)5.2.1.3 開啟式負(fù)荷開關(guān)5.2.1.4 熔斷器式隔離器5.2.1.5 隔離器、刀開關(guān)的選用原則5.2.2 低壓斷路器4165.2.2.1 低壓斷路器結(jié)構(gòu)和工作原理5.2.2.2 常用典型低壓斷路器簡介5.2.2.3 低壓斷路器、漏電斷路器的選用原則4355.2.2.4 關(guān)于系統(tǒng)接地形式的說明4375.2.3 接觸器4375.2.3.1 接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理4385.2.3.2 常用典型交流接觸器簡介5.2.3.3 接觸器的主要特性和參數(shù)4425.2.3.4 接觸器的選用原則4435.2.

18、4 熱繼電器4435.2.4.1 熱繼電器的工作原理5.2.4.2 常用熱繼電器產(chǎn)品簡介5.2.4.3 熱繼電器的選用4445.2.5 控制與保護(hù)開關(guān)電器5.2.6 熔斷器4475.2.6.1 熔斷器的結(jié)構(gòu)及工作原理5.2.6.2 熔斷器的使用類別和分類4495.2.6.3 常用典型熔斷器簡介5.2.6.4 熔斷器的選用4505.2.7 繼電器5.2.7.4繼電器的選用4575.2.8 主令電器5.2.8.7主令電器的一般選用原則4595.2.9 電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)4605.2.10 電氣安裝附件4615.2.11 電力網(wǎng)絡(luò)儀表4625.3 控制設(shè)備第6章 直流傳動系統(tǒng)6.1 直流電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)6

19、.1.1 直流電動機(jī)的調(diào)速原理4696.1.1.1 改變電樞回路電阻調(diào)速特性方程；機(jī)械特性；調(diào)速特性；6.1.1.2 改變電樞電壓調(diào)速470特性方程；機(jī)械特性；直流電動機(jī)改變電壓調(diào)速的方法表616.1.1.3 改變磁通調(diào)速472特性方程；機(jī)械特性三種調(diào)速方式的性能比較表626.1.2 發(fā)電機(jī)電動機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)4736.1.3 斬波器調(diào)速系統(tǒng)4756.1.3.1 基本工作原理及電路結(jié)構(gòu)降壓斬波器；升壓斬波器；6.1.3.2 可逆斬波電路477電流可逆斬波電路；橋式可逆斬波電路；6.1.3.3 斬波器的諧波及濾波電路4796.1.4 晶閘管變流器的主電路方案4816.1.4.1 電樞回路晶閘管不可逆

20、系統(tǒng)481電樞調(diào)壓控制電樞調(diào)壓和減弱磁場控制調(diào)壓調(diào)磁獨(dú)立控制；調(diào)壓調(diào)磁非獨(dú)立控制；調(diào)壓調(diào)磁時電動機(jī)的調(diào)速特性圖6196.1.4.2 靠接觸器反接的可逆系統(tǒng)483四象限工作圖兩象限運(yùn)行工作圖靠接觸器反接電樞電路484靠接觸器反接磁場電路6.1.4.3 電樞電路晶閘管可逆系統(tǒng)486反并聯(lián)聯(lián)結(jié)；交叉聯(lián)結(jié)；直接反并聯(lián)；6.1.5 晶閘管變流器可逆系統(tǒng)的控制方案4876.1.5.1 有環(huán)流可逆控制有環(huán)流可逆控制給定環(huán)流可逆系統(tǒng)可控小環(huán)流可逆系統(tǒng)6.1.5.2 邏輯無環(huán)流可逆控制4896.1.5.3 有準(zhǔn)備邏輯無環(huán)流可逆控制4916.1.5.4 錯位選觸無環(huán)流可逆控制4926.1.5.5 采用雙變流器組成

21、12脈波整流的傳動系統(tǒng)4946.2 晶閘管變流器主電路參數(shù)計(jì)算6.2.1 變流器的基本參數(shù)4956.2.1.1 變流器聯(lián)結(jié)及基本電路參數(shù)495主電路接線方案對照表表65常用的晶閘管變流器線路及有關(guān)的計(jì)算系數(shù)和特點(diǎn)表66497晶閘管變流裝置的主電路設(shè)備通常包括495主電路的基本參數(shù)4966.2.1.2 重疊角u496處于整流工作狀態(tài)的重疊角計(jì)算公式處于逆變工作狀態(tài)的重疊角計(jì)算公式4986.2.1.3 換相電抗壓降498一次換相造成和平均電壓降UXm脈波整流電路，產(chǎn)生m次電流換相，換相電壓降在變壓器進(jìn)線且只考慮其漏抗XT時6.2.1.4 最小觸發(fā)超前角min和最小觸發(fā)延遲角min499 在一般電感

22、負(fù)載逆變過程中滿足公式在采用變壓器或電抗器進(jìn)線時應(yīng)滿足公式電動機(jī)制動時，min同時必須滿足例如499最小觸發(fā)延遲角min選取時應(yīng)考慮的因素5006.2.1.5 電流斷續(xù)時對變流器工作特性的影響500變流器輸出電壓平均值Ud和電流平均值Id公式及公式成立的臨界條件500三相橋式整流電路中Ud和電流平均值Id公式在導(dǎo)通角2m時對應(yīng)的Ud和電流平均值Id公式5016.2.2 變流變壓器的計(jì)算6.2.2.1 變流電壓的原始方程5026.2.2.2 變流變壓器二次相電壓 對于電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)有：變壓器閥側(cè)相電壓公式對于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系數(shù)，變流器輸出電壓公式變壓器二次相電壓公式對于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次相電壓的校驗(yàn)勵磁電

23、流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，變壓器輸出電壓及二次相電壓503三相橋式整流，采用速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，等效星聯(lián)結(jié)的閥側(cè)相電壓與電動機(jī)額定電壓的關(guān)系晶閘管變流器主電路采用三相全控橋線路時，變流變壓器二次線電壓和直流電動機(jī)額定電壓的匹配表686.2.2.3 變流變壓器的二次和一次相電流5036.2.2.4 變壓器的二次容量、一次容量504一次容量；二次容量；等值容量；變流變壓器容量推薦值表69505設(shè)計(jì)和選擇變流變壓器時，需要考慮的因素6.2.2.5 交流進(jìn)線電抗器的選擇505作用電抗器電感量的計(jì)算方法交流電抗器的電感量計(jì)算公式電抗器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)5066.2.2.6 計(jì)算實(shí)例例61例626.2.3 晶閘管的選擇方法508

24、6.2.3.1 晶閘管額定電壓URRM的選擇6.2.3.2 晶閘管通態(tài)平均電流IT（AV）的選擇509晶閘管通態(tài)平均電流IT（AV）的選擇晶閘管的平均損耗例題63510晶閘管連同散熱器的熱路計(jì)算5116.2.3.3 負(fù)載工作制和環(huán)境條件的影響512環(huán)境條件交變和沖擊負(fù)載時的電流額定值長期負(fù)載疊加短期過負(fù)載513周期性交變負(fù)載6.2.4 直流回路電抗器的選擇和計(jì)算6.2.4.1 電動機(jī)電樞電感LM和變壓器漏感5156.2.4.2 限制直流脈動率的電感值5156.2.4.3 使直流電流連續(xù)的電感值5176.2.4.4 限制均衡電流的電感值5176.2.4.5 雙橋并聯(lián)平衡電抗器的電感值5186.2

25、.4.6 限制故障電流上升率的電感值5216.2.5 晶閘管變流裝置的保護(hù)6.2.5.1 交流電阻電容過電壓保護(hù)5236.2.5.2 交流側(cè)整流式阻容保護(hù)5256.2.5.3 壓敏電阻保護(hù)5266.2.5.4 變壓器靜電感應(yīng)過電壓保護(hù)5276.2.5.5 換相過電壓保護(hù)5286.2.5.6 直流側(cè)過電壓保護(hù)5296.2.5.7 橋臂電感的參數(shù)選擇5296.2.5.8 過電流保護(hù)5316.2.5.9 快速熔斷器的選擇和計(jì)算531第7章 交流調(diào)速傳動系統(tǒng)7.1 交流調(diào)速的引言及分類7.1.1 引言交流調(diào)速和直流調(diào)速5537.1.2 交流調(diào)速系統(tǒng)分類5547.2 交流調(diào)速用電力電子裝置7.2.1 不

26、可控整流器和可控整流器555直流輸出端接有大濾波電容的整流工況連接于異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的不可控整流器556輸出交流或周期脈動直流的可控整流裝置556基于晶閘管負(fù)載自然換相的電流型逆變器（LCI）7.2.2 晶閘管交流調(diào)壓器5577.2.3 脈寬調(diào)制（PWM）交流器基礎(chǔ)7.2.4 用于調(diào)速系統(tǒng)的PWM變流器5597.2.4.1 直流斬波器5597.2.4.2 電壓型PWM逆變器7.2.4.3 電壓型PWM整流器5607.2.4.4 三相電壓型PWM逆變器和PWM整流器5617.2.4.5 矩陣變頻器5617.2.4.6 三相電流型PWM整流器和PWM逆變器5637.3 定子側(cè)交流調(diào)速系統(tǒng)7.3.

27、1 定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)7.3.1.1 調(diào)壓調(diào)速特性564異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式普通籠型異步電動機(jī)不同Us的機(jī)械特性風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載調(diào)壓調(diào)速特性高阻轉(zhuǎn)子電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速特性5657.3.1.2 功率損耗分析轉(zhuǎn)差率功率損耗系數(shù)565轉(zhuǎn)差功率p、轉(zhuǎn)子電流公式不同負(fù)載性質(zhì)的p曲線566諧波對電動機(jī)運(yùn)行的影響7.3.1.3 調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍5667.3.2 大功率交交變頻調(diào)速系統(tǒng)（CC）7.3.2.1 交交變頻器基礎(chǔ)566單相輸出交交變頻器基礎(chǔ)三相輸出交交變頻器基礎(chǔ)567輸出Y聯(lián)結(jié)的三相輸出交交變頻器公共交流母線方式568交交變頻器輸出頻率上限交交變頻器電網(wǎng)側(cè)電流諧波和功率因數(shù)特征諧波旁頻諧波影響

28、交交變頻器輸入功率因數(shù)的因素三相輸出交交變頻器的輸入功率因數(shù)與Uom及cos的關(guān)系5707.3.2.2 交交變頻器主電路參數(shù)計(jì)算570整流變壓器計(jì)算交流變頻器輸出最大可能的最大交流線電壓有效值Uo.max公式；電動機(jī)額定電壓（線電壓有效值）Um公式整流變壓器二次線電壓有效值U20公式變壓器容量公式晶閘管電壓、電流計(jì)算571晶閘管電壓裕量校驗(yàn)公式晶閘管并聯(lián)去路計(jì)算7.3.2.3 交交變頻器的控制571單相輸出交交變頻器的電流控制三相輸出交交變頻器的電流控制7.3.3 晶閘管負(fù)載自然換相交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)5737.3.3.1 LCI變頻調(diào)速基礎(chǔ)LCI變頻原理LCI中逆變器的換相7.3.3.2 LC

29、I變頻器主電路參數(shù)計(jì)算574額定直流電流；額定直流電壓；7.3.3.3 LCI變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制575同步電動機(jī)的自控變頻LCI變頻調(diào)速控制系統(tǒng)圖7.3.3.4 CCLCI混合變頻5777.3.4 定子側(cè)低壓電壓型交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)7.3.4.1 逆變器脈寬調(diào)制（PWM）的實(shí)現(xiàn)578三角載波比較法（電壓正弦法）電流跟蹤控制法（電流正弦法）579空間電壓矢量法（磁鏈正弦法）580指定諧波消除法5817.3.4.2 逆變器的開環(huán)輸出電壓控制和閉環(huán)輸出電流控制581開環(huán)電壓控制；閉環(huán)電流控制；7.3.4.3 定子側(cè)低壓電壓型交直交變頻調(diào)速的應(yīng)用582逆變器部分583開關(guān)頻率選擇輸出濾波軸電流抑制整流

30、電源部分584不可控整流電源（DEF整流器）晶閘管整流回饋電源585電壓型PWM整流電源有源前端（AFE）整流器586公共直流母線587其他應(yīng)用問題587普通電動機(jī)的降容曲線逆變器輸出電纜直流儲能電容的預(yù)充電7.3.5 定子側(cè)中壓交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)5887.3.5.1 中壓電壓等級問題7.3.5.2 電壓型中點(diǎn)鉗位三電平變頻器電壓型中點(diǎn)鉗位三電平逆變器588原理和特點(diǎn)三電平逆變器的控制逆變器的輸出濾波器供電整流器591晶閘管整流電源（DFE整流器）晶閘管整流回饋電源更多電平的逆變器7.3.5.3 電壓型H橋級聯(lián)變頻器592H橋級聯(lián)變頻器原理H橋級聯(lián)變頻器的控制H橋級聯(lián)變頻器的特點(diǎn)及問題5947

31、.3.5.4 電流型PWM變頻器5957.3.6 永磁同步電動機(jī)、永磁無刷直流電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)5967.3.6.1 永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)7.3.6.2 永磁無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)7.3.6.3 開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)5987.4 轉(zhuǎn)子側(cè)和轉(zhuǎn)子軸上交流調(diào)速系統(tǒng)7.4.1 轉(zhuǎn)子側(cè)串級調(diào)速系統(tǒng)和雙饋調(diào)速系統(tǒng)6007.4.1.1 轉(zhuǎn)子側(cè)高效調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)串級和雙饋調(diào)速系統(tǒng)示意圖四種工作狀態(tài)的功率流圖轉(zhuǎn)子側(cè)高效調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)7.4.1.2 串級調(diào)速系統(tǒng)601傳統(tǒng)串級調(diào)速系統(tǒng)（晶閘管逆變串級調(diào)速）斬波晶閘管逆變串級調(diào)速斬波PWM逆變串級調(diào)速系統(tǒng)6027.4.1.3 雙饋調(diào)速系統(tǒng)6037.4

32、.2 轉(zhuǎn)子軸上交流調(diào)速系統(tǒng)7.4.2.1 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)6047.4.2.2 液力耦合器調(diào)速7.5 定子側(cè)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)7.5.1 標(biāo)量VF控制系統(tǒng)（壓頻比控制）6057.5.2 高性能交流調(diào)速基礎(chǔ)6067.5.2.1 調(diào)速的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)矩控制7.5.2.2 交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制6077.5.2.3 交流電動機(jī)的坐標(biāo)系6087.5.2.4 交流電動機(jī)的空間矢量6097.5.2.5 坐標(biāo)變換6107.5.3 交流電動機(jī)的矢量控制（VC）系統(tǒng)7.5.3.1 永磁同步電動機(jī)的矢量控制系統(tǒng)6117.5.3.2 勵磁同步電動機(jī)的矢量控制系統(tǒng)6127.5.3.3 異步電動機(jī)的矢量控制系統(tǒng)6147.5

33、.4 異步電動機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）系統(tǒng)7.5.4.1 異步電動機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制6167.5.4.2 直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）和矢量控制（VC）比較6177.5.5 無編碼器的異步電動機(jī)高性能調(diào)速系統(tǒng)6187.5.6 高性能調(diào)速系統(tǒng)的兩個問題618第8章 典型控制系統(tǒng)方案8.1 軋鋼機(jī)輥道多電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)8.1.1 輥道傳動的工藝特點(diǎn)6208.1.2 輥道電動機(jī)容量的計(jì)算8.1.3 變頻傳動系統(tǒng)供電裝置的容量選擇8.1.4 輥道變頻傳動系統(tǒng)的工程計(jì)算實(shí)例8.2 卷取開卷傳動張力控制系統(tǒng)8.2.1 張力控制系統(tǒng)的一般工作原理6298.2.2 間接張力控制和直接張力控制6328.2.2.1

34、間接張力控制8.2.2.2 直接張力控制8.2.3 軋機(jī)卷取張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用舉例6338.3 起停式飛剪的快速起?？刂葡到y(tǒng)8.3.1 飛剪控制系統(tǒng)的組成6378.3.2 剪刃位置控制和對飛剪工藝要求8.4 軋鋼機(jī)壓下的位置控制系統(tǒng)6428.5 雙電樞及多電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)6468.6 多點(diǎn)傳動電氣同步控制系統(tǒng)648第9章 電氣傳動控制系統(tǒng)的綜合9.1 電氣傳動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)9.1.1 階躍給定信號響應(yīng)指標(biāo)6549.1.1.1 響應(yīng)時間tan9.1.1.2 動態(tài)響應(yīng)偏差帶±%9.1.1.3 超調(diào)量%9.1.1.4 調(diào)節(jié)時間tr9.1.1.5 振蕩次數(shù)N9.1.2 斜坡給定信號響應(yīng)

35、指標(biāo)6559.1.3 階躍擾動信號作用下的指標(biāo)9.1.3.1 動態(tài)波動量m%9.1.3.2 動態(tài)波動恢復(fù)時間tre9.1.3.3 動態(tài)調(diào)節(jié)時間trg9.1.3.4 動態(tài)偏差面積Am%9.2 工程綜合方法9.2.1 調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)6569.2.1.1 比例（P）調(diào)節(jié)器9.2.1.2 積分（I）調(diào)節(jié)器9.2.1.3 比例積分（PI）調(diào)節(jié)器9.2.1.4 微分（D）調(diào)節(jié)器9.2.1.5 慣性（T）調(diào)節(jié)器9.2.1.6 微分慣性（DT）調(diào)節(jié)器9.2.2 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的簡化方法6579.2.2.1 多個小時間常數(shù)的等效處理9.2.2.2 大慣性時間常數(shù)的等效處理6589.2.2.3 電動擾動的近似處理9

36、.2.2.4 電源內(nèi)阻的近似處理9.2.2.5 系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的等效處理9.2.3 模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)6589.2.3.1 典型模型系統(tǒng)659典型型模型系統(tǒng)典型型模型系統(tǒng)9.2.3.2 典型模型系統(tǒng)參數(shù)綜合方法660對稱最佳法振蕩指標(biāo)法9.3 直流電氣傳動系統(tǒng)的分析綜合9.3.1 晶閘管變流器的傳遞函數(shù)6609.3.2 直流電動機(jī)的傳遞函數(shù)9.3.2.1 電樞部分660傳遞函數(shù)三個傳遞函數(shù)框圖6629.3.2.2 磁場部分662傳遞函數(shù)直流電動機(jī)勵磁回路傳遞函數(shù)框圖6639.3.2.3 電樞和磁場配合控制電樞電流連續(xù)時電樞磁場傳遞函數(shù)框圖電樞電流斷續(xù)時電樞磁場傳遞函數(shù)框圖9.3.3 直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的配

37、合6639.3.3.1 電樞電流調(diào)節(jié)環(huán)電樞電流調(diào)節(jié)環(huán)結(jié)構(gòu)及其簡化電樞電流調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖電流調(diào)節(jié)環(huán)簡化框圖電樞電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇電樞電流的自適應(yīng)調(diào)節(jié)6649.3.3.2 速度調(diào)節(jié)環(huán)665速度調(diào)節(jié)環(huán)結(jié)構(gòu)及其簡化速度調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖速度調(diào)節(jié)環(huán)簡化框圖速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇速度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)9.4 交流電氣傳動系統(tǒng)的分析綜合9.4.1 同步電動機(jī)交交變頻調(diào)速系統(tǒng)6669.4.1.1 交流電流調(diào)節(jié)器交流電流調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖按照對稱最佳法，電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)交流電流調(diào)節(jié)環(huán)等效時間常數(shù)9.4.1.2 直流電流調(diào)節(jié)器667直流電流調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖按照對稱最佳法，直流電流調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)9.4.1

38、.3 轉(zhuǎn)子勵磁電流調(diào)節(jié)器668勵磁電流環(huán)傳遞函數(shù)框圖按照對稱最佳法，轉(zhuǎn)子勵磁電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)積分時間常數(shù)9.4.1.4 磁鏈調(diào)節(jié)器比例積分調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)框圖比例系數(shù)積分時間常數(shù)比例調(diào)節(jié)器669傳遞函數(shù)框圖比例系數(shù)9.4.1.5 速度調(diào)節(jié)器速度調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖比例系數(shù)積分時間常數(shù)9.4.2 異步電動機(jī)交直交電壓型PWM通用變頻調(diào)速系統(tǒng)6709.4.2.1 電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖比例系數(shù)積分時間常數(shù)9.4.2.2 磁鏈調(diào)節(jié)器671異步電動機(jī)磁鏈調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)框圖比例系數(shù)積分時間常數(shù)9.4.2.3 速度調(diào)節(jié)器671速度調(diào)節(jié)環(huán)傳遞函數(shù)框圖對稱最佳法，比例系數(shù)積分時間常數(shù)9.5 工程設(shè)計(jì)舉

39、例6729.5.1 基本參數(shù)9.5.2 電樞電流環(huán)9.5.3 速度調(diào)節(jié)環(huán)第11章電氣傳動裝置的諧波治理和無功補(bǔ)償11.1 概述11.1.1 諧波對公用電網(wǎng)的影響81011.1.2 公用電網(wǎng)對諧波的限制11.1.2.1 允許的電網(wǎng)電壓畸變率11.1.2.2 允許用戶注入電網(wǎng)的諧波電流811注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值表112表112中的諧波電流允許值的換算812兩個諧波源的同次諧波電流的疊加每個用戶的諧波電流的允許值11.1.3 功率因數(shù)和無功功率對公用電網(wǎng)的影響81311.1.4 公用電網(wǎng)對功率因數(shù)和無功功率的要求11.1.4.1 對功率因數(shù)的要求11.1.4.2 對沖擊性無功功率的限制81

40、411.2 諧波電流計(jì)算11.2.1 直流傳動整流裝置的諧波電流11.2.2 交交變頻器的諧波電流81611.2.3 電壓源交直交變頻器的諧波電流81711.2.3.1 變頻器網(wǎng)側(cè)諧波電流的次數(shù)11.2.3.2 變頻器網(wǎng)側(cè)電流的諧波含量11.2.4 TCR或TCT補(bǔ)償裝置的諧波電流81811.2.5 諧波電流計(jì)算實(shí)例81911.3 功率因數(shù)計(jì)算11.3.1 功率因數(shù)和無功功率的定義11.3.2 直流傳動整流裝置的功率因數(shù)822整流裝置的電流基波與電壓的相位差例11182311.3.3 交交變頻器的功率因數(shù)11.3.3.1 單相交交變頻器82411.3.3.2 三相交交變頻器825例11211.

41、3.4 電壓源交直交變頻器的功率因數(shù)82711.4 諧波治理的方法11.4.1 無源濾波82811.4.1.1 低通濾波器11.4.1.2 高通濾波器83011.4.2 有源濾波11.4.2.1 有源濾波的工作原理83111.4.2.2 有源濾波器的主電路83211.4.2.3 有源濾波器的分類11.5 無功補(bǔ)償?shù)姆椒?1.5.1 靜態(tài)無功補(bǔ)償83411.5.1.1 電容器常接的方式11.5.1.2 電容器自動投切的方式83511.5.2 動態(tài)無功補(bǔ)償11.5.2.1 晶閘管投切電力電容器方法83611.5.2.2 用晶閘管控制電抗器的方法11.6 濾波及無功補(bǔ)償參數(shù)計(jì)算實(shí)例11.6.1 濾波兼靜補(bǔ)裝置計(jì)算實(shí)例83911.6.2 動態(tài)無功補(bǔ)償裝置計(jì)算實(shí)例851第12章基礎(chǔ)自動化12.1 概述12.1.1 工業(yè)自動化系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)86412.1.2 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)12.1.3 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的任務(wù)12.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)12.2.1 工業(yè)控制用計(jì)算機(jī)分類865數(shù)據(jù)采集和處理直接數(shù)字控制DDC監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制SCC生產(chǎn)及綜合管理12.2.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)12.2.3