笼型异步电机变压变频调速系统

《笼型异步电机变压变频调速系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、异步电机变频调速n变压变频调速的基本控制方式n异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性n*电力电子变压变频器的主要类型n变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术n基于异步电动机稳态模型的变压变频调速n异步电动机的动态数学模型和坐标变换n基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统n基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统6.1变压变频调速的基本控制方式在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中每极磁通量Fm为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导

2、致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。n对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，Fm保持不变是很容易做到的。n在交流异步电机中，磁通Fm由定子和转子磁势合成产生，要保持磁通恒定就需要费一些周折了。定子每相电动势式中：Eg—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，单位为V；f1—定子频率，单位为HzNs—定子每相绕组串联匝数；kNs—基波绕组系数；Fm—每极气隙磁通量，单位为Wb。由式（6-1）可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通Fm的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情

3、况。1.基频以下调速由式（6-1）可知，要保持Fm不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使常值即采用恒值电动势频率比的控制方式。恒压频比的控制方式然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压Us≈Eg，则得这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时Us和Eg都较小，定子阻抗压降所占的份量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压Us抬高一些，以便近似地补偿定子压降。带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的b线，无补偿的控制特性则为a线。带

4、压降补偿的恒压频比控制特性12/12异步电机变频调速OUsf1图6-1恒压频比控制特性UsNf1Na—无补偿b—带定子压降补偿基频以上调速在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，但定子电压Us却不可能超过额定电压UsN，最多只能保持Us=UsN，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。把基频以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，如下图所示。变压变频控制特性f1N图6-2异步电机变压变频调速的控制特性恒转矩调速UsUsNΦmNΦm恒功率调速ΦmUsf1O12/12异步电机变频调速如果电机在不同转速时

5、所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。6.2异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性本节提要n恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性n基频以下电压-频率协调控制时的机械特性n基频以上恒压变频时的机械特性n恒流正弦波供电时的机械特性6.2.1恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性第5章式（5-3）已给出异步电机在恒压恒频正弦波供电时的机械特性方程

6、式Te=f(s)。当定子电压Us和电源角频率w1恒定时，可以改写成如下形式：特性分析当s很小时，可忽略上式分母中含s各项，则也就是说，当s很小时，转矩近似与s成正比，机械特性Te=f（s）是一段直线，见图6-3。当s接近于1时，可忽略式（6-4）分母中的Rr'，则即s接近于1时转矩近似与s成反比，这时，Te=f（s）是对称于原点的一段双曲线。机械特性当s为以上两段的中间数值时，机械特性从直线段逐渐过渡到双曲线段，如图所示。12/12异步电机变频调速smnn0sTe010TeTemaxTemax图6-3恒压恒频时异步电机的机械特

7、性6.2.2基频以下电压-频率协调控制时的机械特性由式（6-4）机械特性方程式可以看出，对于同一组转矩Te和转速n（或转差率s）的要求，电压Us和频率w1可以有多种配合。在Us和w1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此可以有不同方式的电压－频率协调控制。恒压频比控制（Us/w1）在第6-1节中已经指出，为了近似地保持气隙磁通不变，以便充分利用电机铁心，发挥电机产生转矩的能力，在基频以下须采用恒压频比控制。这时，同步转速自然要随频率变化。（6-7）带负载时的转速降落为（6-8）在式（6-5）所表示的机械特性近似直线段上，可以导

8、出（6-9）12/12异步电机变频调速由此可见，当Us/w1为恒值时，对于同一转矩Te，sw1是基本不变的，因而Dn也是基本不变的。这就是说，在恒压频比的条件下改变频率w1时，机械特性基本上是平行下移，如图6-4所示。它们和直流他励电机变压调速时的情况基本相似。所不同的是，当