第十二章 交流传动控制系统
掌握,
? 交流电动机调速特性, 特点和使用场合；
? 交流调速的基本原理和类型；
? 各种调速系统的组成和工作原理 。
)S(p f)S(nn ???? 16010
由第四章交流电动机的转速,
本章将主要介绍异步电动机各种调速系统的基本原理及特性, 重点介绍改变频
率的各种调速系统 。
12.1 晶闸管交流调压调速系统
一, 采用晶闸管的交流调压电路
? 即改变转差率 S；
?改变极对数 p；
?改变频率 f。
定子电压、转子电阻、转子电压
当电源电压为正
半周时, 触发 VS1使之
导通, 电压过零时,
VS1自行关断；
?
当电源电压为负
半周时, 触发 VS2使之
导通, 电压过零时,
VS1自行关断；
触发控制角为,
如此不断重复, 负载上便得到正负对称的交流电压 。 改变晶闸管控制角的大
小, 就可以改变负载上交流电压的大小 。
1,单相交流调压电路
只需要一个脉冲
信号，脉冲周期为：
1800
2,三相交流调压电路
将三对反并联的晶闸管（即单
相调压电路）分别接至三相负载就
构成了一个典型的三相交流调压电
路。
负载可以是星形连接，也可以
是三角形连接。
三相负载 Y形连接
单相调压电路
三相交流电压
二, 异步电动机调压调压调速系统
1．异步电动机调压调速特性
特点如下,
? 轻载时, 外加电压变化很大, 转速变化很小 。 即电动机的转速变化范围不大；
? 重载时, 降低供电电压, 转速下降快, 甚至停转, 引起电动机过热甚至烧坏；
? 如果要使电动机能在低速段运行, 一方面传动系统运行不稳定, 另外, 随着
电动机转速的降低会引起转子电流相应增大, 可能引起过热而损坏电动机 。
2,异步电动机调压调速系统
为了既能保证低速时的机械特性硬度, 又能保证一定的负载能力, 一般在调
压调速系统里采用转速负反馈构成闭环系统, 其控制系统原理框图如图所示 。
3,异步电动机调压调速时的损耗及
容量限制
转差功率：传到转子上的电磁功率
与转子轴上产生的机械功率之差叫损耗
功率, 也叫转差功率 。
SPn nnTnTnTnPPP ms ?? ???????
0
000 9 5 5 09 5 5 09 5 5 0
1) 转差功率的大小由转差率 S决定；
2) 这个转差功率,它将通过转子导体发热而消耗掉；
3) 在调压调速中，如果工作在低速状态,S将较大，即转差功率很大 。
调压调速方法不太适合于长期工作在低速的工作机械, 如要用于这种机械,
电动机容量就要适当选择大一些 。
12.2 晶闸管变频调速系统
一, 变频调速的原理
?CfEU X ??
f/Uf/E x???
因此，若外加电压不变，则磁通随频率改变而改变，亦即频率降低，则磁通
增加；频率增加，磁通降低。
显而易见，前者有可能造成电动机的磁路过饱和，从而导致励磁电流的增加
而引起铁心过热。
为了解决这一问题，这就要求在变频调速系统中，降频的同时最好降压，即
频率与电压能协调控制。
二, 交 -直 -交变频调速系统
交流电 幅值可调的直流电 幅值、频率均可调的交流电
可控整流电路 逆变电路
逆变电路 整流电路
整流电路
的触发电
路
逆变电路的触发电路
系统中, 晶闸管整流, 移相触发电路, 脉冲放大器, 电压及速度负反馈环节
的电路和原理与直流调速系统相同 。
脉冲发生器电路,
电压信号 脉冲信号
幅值大小 频率大小
频率 /电压 （ F/V） 变换器,
电压信号 脉冲信号
幅值大小 频率大小
环行计数器,实质是一个脉冲分配器, 它把来自频率发生器的脉冲 6个 （ 或 12
个 ） 一组依次分配, 经脉冲放大器后, 顺序触发逆变器的 6组晶闸管来实现逆变 。
工作原理,
给定 脉冲频率 逆变器输出电压频率 n
F/V的输出 整流电路输出 逆变器输出电压幅值
三, 交 -交变频调速系统
交流电 频率幅值可调的交流电
1,交流调频电路
共阴极组
共阳极组
分析可知,?共阴极组整流电路可以把交流电变为正半周的直流电压；
?共阴极组整流电路可以把交流电变为负半周的直流电压；
?直流电压的大小由控制角控制；
把共阳极组和共阴极组整流电路组合起来就可构成交流调频调压电路。
输入电压 f
1和 2管交替导通
频率为 f
1,3,4,2 管
顺序导通
频率为 f /2
1,3,1,2,4、
2管顺序导通
频率为 f /3
1,3,1,3,4、
2,4,2管顺序
导通
频率为 f /4 ? 改变 4只可控硅通电顺序可改变输出电压的频率；
? 改变可控硅控制角可改变输出电压的大小。
共阴极组
共阳极组
2,交 -交变频系统
3,特点
? 交 -交变频系统，电路简单；
? 频率不能连续。
掌握,
? 交流电动机调速特性, 特点和使用场合；
? 交流调速的基本原理和类型；
? 各种调速系统的组成和工作原理 。
)S(p f)S(nn ???? 16010
由第四章交流电动机的转速,
本章将主要介绍异步电动机各种调速系统的基本原理及特性, 重点介绍改变频
率的各种调速系统 。
12.1 晶闸管交流调压调速系统
一, 采用晶闸管的交流调压电路
? 即改变转差率 S；
?改变极对数 p；
?改变频率 f。
定子电压、转子电阻、转子电压
当电源电压为正
半周时, 触发 VS1使之
导通, 电压过零时,
VS1自行关断；
?
当电源电压为负
半周时, 触发 VS2使之
导通, 电压过零时,
VS1自行关断；
触发控制角为,
如此不断重复, 负载上便得到正负对称的交流电压 。 改变晶闸管控制角的大
小, 就可以改变负载上交流电压的大小 。
1,单相交流调压电路
只需要一个脉冲
信号，脉冲周期为：
1800
2,三相交流调压电路
将三对反并联的晶闸管（即单
相调压电路）分别接至三相负载就
构成了一个典型的三相交流调压电
路。
负载可以是星形连接，也可以
是三角形连接。
三相负载 Y形连接
单相调压电路
三相交流电压
二, 异步电动机调压调压调速系统
1．异步电动机调压调速特性
特点如下,
? 轻载时, 外加电压变化很大, 转速变化很小 。 即电动机的转速变化范围不大；
? 重载时, 降低供电电压, 转速下降快, 甚至停转, 引起电动机过热甚至烧坏；
? 如果要使电动机能在低速段运行, 一方面传动系统运行不稳定, 另外, 随着
电动机转速的降低会引起转子电流相应增大, 可能引起过热而损坏电动机 。
2,异步电动机调压调速系统
为了既能保证低速时的机械特性硬度, 又能保证一定的负载能力, 一般在调
压调速系统里采用转速负反馈构成闭环系统, 其控制系统原理框图如图所示 。
3,异步电动机调压调速时的损耗及
容量限制
转差功率：传到转子上的电磁功率
与转子轴上产生的机械功率之差叫损耗
功率, 也叫转差功率 。
SPn nnTnTnTnPPP ms ?? ???????
0
000 9 5 5 09 5 5 09 5 5 0
1) 转差功率的大小由转差率 S决定；
2) 这个转差功率,它将通过转子导体发热而消耗掉；
3) 在调压调速中，如果工作在低速状态,S将较大，即转差功率很大 。
调压调速方法不太适合于长期工作在低速的工作机械, 如要用于这种机械,
电动机容量就要适当选择大一些 。
12.2 晶闸管变频调速系统
一, 变频调速的原理
?CfEU X ??
f/Uf/E x???
因此，若外加电压不变，则磁通随频率改变而改变，亦即频率降低，则磁通
增加；频率增加，磁通降低。
显而易见，前者有可能造成电动机的磁路过饱和，从而导致励磁电流的增加
而引起铁心过热。
为了解决这一问题，这就要求在变频调速系统中，降频的同时最好降压，即
频率与电压能协调控制。
二, 交 -直 -交变频调速系统
交流电 幅值可调的直流电 幅值、频率均可调的交流电
可控整流电路 逆变电路
逆变电路 整流电路
整流电路
的触发电
路
逆变电路的触发电路
系统中, 晶闸管整流, 移相触发电路, 脉冲放大器, 电压及速度负反馈环节
的电路和原理与直流调速系统相同 。
脉冲发生器电路,
电压信号 脉冲信号
幅值大小 频率大小
频率 /电压 （ F/V） 变换器,
电压信号 脉冲信号
幅值大小 频率大小
环行计数器,实质是一个脉冲分配器, 它把来自频率发生器的脉冲 6个 （ 或 12
个 ） 一组依次分配, 经脉冲放大器后, 顺序触发逆变器的 6组晶闸管来实现逆变 。
工作原理,
给定 脉冲频率 逆变器输出电压频率 n
F/V的输出 整流电路输出 逆变器输出电压幅值
三, 交 -交变频调速系统
交流电 频率幅值可调的交流电
1,交流调频电路
共阴极组
共阳极组
分析可知,?共阴极组整流电路可以把交流电变为正半周的直流电压；
?共阴极组整流电路可以把交流电变为负半周的直流电压；
?直流电压的大小由控制角控制；
把共阳极组和共阴极组整流电路组合起来就可构成交流调频调压电路。
输入电压 f
1和 2管交替导通
频率为 f
1,3,4,2 管
顺序导通
频率为 f /2
1,3,1,2,4、
2管顺序导通
频率为 f /3
1,3,1,3,4、
2,4,2管顺序
导通
频率为 f /4 ? 改变 4只可控硅通电顺序可改变输出电压的频率；
? 改变可控硅控制角可改变输出电压的大小。
共阴极组
共阳极组
2,交 -交变频系统
3,特点
? 交 -交变频系统，电路简单；
? 频率不能连续。
