交流调速的功率控制原理05597

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1、交流调速的功率控制原理作者：屈维谦…文章出处：论文网发布时间：2006-9-7交流调速的功率控制原理摘要:木文根据电动机最基木的电一机能量转换原理，对交流调速的实质进行了新的分析,并得出交流调速的实质是功率控制的结论。交流调速的所有方法都可归结为电磁功率和损耗功率两种控制方案，电磁功率控制改变的是理想空载转速，调速是高效率的;损耗功率控制增大的是转速降，调速是低效率的。关键词:交流调速功率控制效率Abstract:Accordingtothee1ectromechanicaIenergyconversionprinciple,theesseneeo

2、fACspeedregulationisanalyzedthoroughly;moreover,acreativeconclusionthattheessenceofACspeedregulationliesinthepowercontrolisdrawninthispaper.Infact,alltheACspeedregulationapproachescanbegeneralizedintwobasicstrategies,electromagneticpowercontrolandlosspowercontrol•Theformeristo

3、adjusttheidealno-loadrotationspeed,andthuspossesseshighefficiency.Whereas,thelatteristoregulatetherotationspeeddepression,andthuspossesseslowefficiency・Keywords:ACspeedregulationPowercontrolEfficiency［中图分类号］TM343［文献标识码］B文章编码1561-03(2003)-03-0024-031引言交流调速实质的讨论，是关系到近代交流调速发展的重要理

4、论问题。尽管传统电机学对此作了较深入的分析，但所给出的异步机转速表达式却是由转羌率定义式变换而产生的，即根据上述的转速“定义式”，界步机被传统理论人为地划分为变频、变极和变转差率三种调速方案,文献1还认为“变频和变转差率调速有本质不同，在所有交流调速屮，变频调速的效率最高(理山是转差率不变)是最合理和理想的方法”。这种观点既缺乏理论依据也与实践不符，例如串级、双馈调速和变频调速相比，机械特性和调速效率都很接近，并没冇木质不同。有鉴于此，木文根据电动机最基本的电-机能最转换原理，重新探讨异步机调速的原理，所得出的功率控制理论虽然导由界步机，但结论基本

5、适用于所有电动机。2电动机模型与功率控制原理电动机是将电能转换成机械能的设备，因此可以普遍地表达为图1的两端口网络。由电动机输出端口观察，根据动力学原理(1)式中：Pm为输出机械功率T为输出转矩即电磁转矩Q为角速度由此可见，电动机调速的方法冇两种:一是控制电磁功率，所改变的是理想空载转速;二是增人损耗功率，以增人转速降。公式(6)是电动机调速普遍的表达式。2界步机模型与功率控制调速原理界步机是电动机的一种，其调速原理必然服从上述的普遍调速规律。根据能量转换原理，杲步机可以等效成图2的网络模型。异步机的定了通过旋转磁场的作用，将电磁功率传输给转子，因

6、此旋转磁场可以等效为电磁功率的传输通道，即图2屮的感应通道。在磁场的作用下,转子电磁功率除损耗外转化为机械功率，这种电磁感应通道的特点是交流机为直流机本质的区别。异步机按转子型式町分为鼠笼型和绕线型，前者转子是封闭短路的，因此只有一个机械功率输出端口；后者转了是开启的，因此具有机械功率和电功率两个端口。转了的电功率端口可以通过电传导与外电路进行功率交换。异步机调速町以通过定子口或转了口实施功率控制调速，分別控制电磁功率或损耗功率。前者改变的是理想空载转速，调速效率较高，机械特性为平行曲线;后者增大转速降，调速效率较低，机械特性为汇交Illi线。应该

7、注意同步转速和理想空载转速的区别，同步转速m是旋转磁场的变化速度，理想空载转速n0是假定、转子全部电磁功率都转换为机械功率的机械速度。电动机的速度显然与nO密切相关，而与同步转速没有在接、必然的联系。3恒转矩的电磁功率控制调速所谓恒转矩调速，是指额定输出转矩能力不变的调速，特点是主磁通Cm不变。恒转矩调速可以通过定了或转了的电磁功率控制实现，但在定了控制时，必须要注意主磁通①m的怛定交流调速的功率控制原理3.1定子电磁功率控制一变频调速的原理从功率控制角度观察，变频调速是典型的定了电磁功率控制调速。由于转了电磁功率是由定子传输的，且定、转子电磁功率

8、相等，因此控制定子电磁功率就可间接地控制转子电磁功率。定子电磁功率转矩平衡方程式约束，不能作为控制量。但单纯调压并不能实现