第1章 交流电动机变频调速原理及发展

知识点概述：

● 交流电动机的调速方式；

● 变频调速的基本原理；

● 异步电动机采用变频供电后的机械特性变化；

● 变频器驱动的三种典型类型负载的转矩特性和功率特性；

● 变频器的发展过程和发展趋势；

● 我国变频器应用的范围及发展前景。

任何采用电动机作为原动机的生产机械，当需要提高响应性能及控制精度时，往往有调速的要求。在20世纪的大部分时间里，鉴于直流拖动具有优良的调速性能，均用直流电动机来完成高精度、大范围的调速要求。直流电动机通常在额定转速以下采用调节电枢电压的方法调速；在额定转速以上采用减小磁通的方法调速。而约占电力拖动总容量80%以上设备，采用的是交流电动机进行不变速拖动，这种分工在过去很长一段时期内被认可。交流电动机调速系统的多种方案虽然早已问世，并已获得实际应用，但其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。直到20世纪60～70年代，随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能不断提高，变频驱动技术才得以发展。随着各种复杂控制技术的应用，使得采用电力电子变换器的交流拖动系统得以实现。特别是大规模集成电路和计算机控制的出现，高性能交流调速系统应运而生，一直被认为高性能的调速采用直流调速装置，简单调速或不变速时采用交流电动机的这种交直流拖动分工格局才终于被打破了。随着变频控制技术的不断成熟，交流异步电动机变频调速以其卓越的性能、灵活多样的控制方式和显著的节能效果，在调速系统中占据了绝对的主导地位，并在现代工业生产中逐渐取代了直流电动机调速系统。

现在，交流电动机调速应用最多的是变频调速方式。本章首先阐述变频调速的控制方式，然后讨论改变交流异步电动机供电电源频率后其机械特性的变化。另外，为了更好地了解变频调速系统的应用，还对驱动的生产机械负载特性进行了分析。