交流电机变频调速讲座——第二讲 静止式变压变频器

为了实现异步电动机的变压变频调速,必须具备能够同时控制电压幅值和频率的交流电源,而电网提供的是恒压恒频的电源,因此应该配置变压变频器,又称VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置。     

交流电机变频调速讲座 第十讲 同步电动机变压变频调速系统

陈伯时教授自2006年第6期开始“交流电机变频调速讲座”,至本期已经进行了十讲,也是最后一讲。陈伯时教授于1981年接触富士通引进的变频器开始,就着手研究交流电机矢量控制,他是我国最早研究矢量控制的学者。他理论功底深厚,思维方法卓越,对很深奥的知识能够用浅显的语言和常识的比喻来阐述,让读者和昕众很容易抓住要领、把握实质。“交流电机变频调速讲座”化繁就简的体系和深入浅出的表述,就是他治学风格的写照。这不仅让初学者从中学到了知识,更是让从事电机调速的科技工作者深切地理解了交流电机调速的精髓。对此,我们对陈伯时教授表示衷心的感谢。     

交流电机变频调速讲座：第五讲 基于稳态模型的异步电动机变压变频调速系统

在直流电动机中，主磁通和电枢电流分布的空间位置是确定的，而且可以独立控制，交流异步电动机的磁通则由定子与转子电流合成产生，它的空间位置相对于定子和转子都是运动的，除此以外，在笼型异步电动机中，转子电流还是不可测和不可控的。因此，异步电动机的动态数学模型要比直流电动机模型复杂得多，在相当长的一段时间里，人们对它的精确表述还不得要领。好在不少机械负载，例如风机和水泵，并不需要很高的动态性能，只要在一定范围内能实现高效率的调速就行：因此可以只根据电动机的稳态模型来设计其控制系统。[第一段]     

交流电机变频调速讲座：第五讲 基于稳态模型的异步电动机变压变频调速系统

在直流电动机中,主磁通和电枢电流分布的空间位置是确定的,而且可以独立控制,交流异步电动机的磁通则由定子与转子电流合成产生,它的空间位置相对于定子和转子都是运动的,除此以外,在笼型异步电动机中,转子电流还是不可测和不可控的。因此,异步电动机的动态数学模型要比直流电动机模型复杂得多,在相当长的一段时间里,     

交流电机变频调速讲座 第一讲：异步电动机的变压变频调速原理和稳态特性

自20世纪80年代以来,在电气传动领域中用交流电机调速取代直流电机调速一直是不可逆转的趋势,目前,交流调速已成为满足各种生产工艺要求和节约电能的重要措施。在多种交流调速方法中,变频调速的应用发展最快,尽管变频器的生产成本稍高,但其调速性能和装置效率始终处于各种调速方法之首,因此,现在变频调速的应用已成为交流电机调速的主流。据统计,近年来国内变频器市场保持着12％～20％的年增长率,处于一个高速增长的时期,预计2008年的年销售量将超过100亿元。有鉴于此,普及变频调速原理和应用的知识十分重要,为了适应需要,《变频器世界》杂志编委会要我撰写“交流电机变频调速”的连载讲座,谨在拙著《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》和《交流调速系统》的基础上,删去深入的理论分析和公式推导,加强应用实例,以飨读者。     

交流电机变频调速讲座——第三讲正弦脉宽调制（SPWH）控制

为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制（PU1se Width Modulation，简称PWM）控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。     

交流电机变频调速讲座 第六讲 异步电动机的动态数学模型和坐标变换

当异步电动机用于轧钢机、数控机床、机器人、载客电梯等高性能调速系统和伺服系统时，系统需要较高甚至很高的动态性能，仅用基于稳态模型的各种系统就不能解决问题了。要实现高动态性能，必须首先研究异步电动机的动态数学模型。由于此模型的结构比较复杂，本讲主要阐明其基本概念，介绍常用的表达形式，而略去繁琐的数学推导。如果需要查阅更详细的数学分析，请参阅参考文献[1、2]。     

交流电机变频调速讲座第四讲电压空间矢量脉宽调制CSVPWH）控制

经典的正弦脉宽调制（SPWM）控制着眼于使变压变频器的输出电压尽量接近正弦波，并未顾及输出电流的波形如何，更未考虑电动机中产生的旋转磁场。然而交流电动机需要输入三相正弦波的最终目的是在电动机气隙形成圆形的旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该更好。[第一段]     

交流电机变频调速讲座 第三讲 正弦脉宽调制（SPWM）控制

为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波,使电动机的输出转矩平稳,从而获得优秀的工作性能,现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成,采用脉宽调制（Pulsewidth Modulation,简称PWM）控制的,只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。应用最早而且作为PWM控制基础的是正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称SPWM）。     

交流电机变频调速控制特性曲线的选择

随着交流电机变频调速技术的广泛应用,通过变频器以其强大的功能而用于各种交流电机调速。本文主要分析变频器最基本的功能,即各种类型的变频特性曲线表征的物理意义,并给出选择变频特性曲线的方法。     

交流电机变频调速讲座 第九讲 无速度传感器控制的异步电动机调速系统

凡是高性能的交流调速系统,无论是矢量控制系统,还是直接转矩控制系统或其他系统,都需要转速调节和转速反馈,因而需要能提供转速检测信号的转速传感器,例如提供模拟转速信号的测速发电机、提供数字转速信号的光电和磁性编码器等。然而在电动机轴上安装转速传感器需要保证传感器轴与电机轴的同心度,同心度不好将影响测速的精度;编码器是精密度高的设备,在温差较大、     

交流电机变频调速讲座第七讲按转子磁链定向的异步电动机矢量控制系统

前讲表明，异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，虽然通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。因此，需要异步电动机调速系统具有高动态性能时，必须面向这样一个动态模型的难题。经过许多学者的潜心研究和实践，首先获得成功和应用的是按转子磁链定向的矢量控制系统。     

交流电机变频调速讲座 第八讲 按定子磁链控制的异步电动机直接转矩控制系统

8.1直接转矩控制系统的原理和特点异步电动机直接转矩控制系统是继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面,利用转矩反馈直接控制电动机的电磁转矩,因而得名。     

调速传动用四象限级联中压变频器(上)

由于性能优良,H桥级联变频器在中压调速传动中得到最广泛应用。通常这类变频器H桥中的交-直变换都采用二极管整流,使之不能四象限工作。把二极管整流改为PWM整流(AFE),变频器就可以四象限工作,但需在整流输入端增加电感和电容,控制也复杂。本文建议改用I GBT整流/回馈单元,器件按同步开关模式工作,使变频器成为具有与常规H桥级联变频器同样性能的四象限变频器,且不必像AFE那样增加电感和电容,控制也特别简单。矩阵变换器MC是一类性能优良的PWM交-交直接变频器。通过三相/单相MC桥的级联可以实现四象限中压变频。文中介绍了安川公司的MC桥级联中压变频器,并把它和基于整流/回馈单元的H桥级联中压变频器进行比较。     

调速传动用四象限级联中压变频器（下）

由于性能优良,H桥级联变频器在中压调速传动中得到最广泛应用。通常这类变频器H桥中的交一直变换都采用二极管整流,使之不能四象限工作。把二极管整流改为PWM整流（AFE）,变频器就可以四象限工作,但需在整流输入端增加电感和电容,控制也复杂。本文建议改用IGBT整流／回馈单元,器件按同步开关模式工作．使变频器成为具有与常规H桥级联变频器同样性能的四象限变频器,且不必像AFE那样增加电感和电容．控制也特别简单。矩阵变换器Mc是一类性能优良的PWM交一交直接变频器。通过三相／单相MC桥的级联可以实现四象限中压变频。文中介绍了安川公司的Mc桥级联中压变频器,并把它和基于整流／回馈单元的H桥级联中压变频器进行比较。     

基于SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

文章在分析电压空间矢量调制原理的基础上,给出了一种基于TMS320F240的数字化实现算法,并设计了以TMS320F240为控制核心的变频调速系统的硬件和软件。试验结果表明本系统与SPWM三相逆变器相比具有更高的控制精度和更好的谐波抑制能力,能很好地降低逆变器的电流谐波成分和转矩脉动。