2-6异步电机变频调速系统.ppt

《2-6异步电机变频调速系统.ppt》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、2—8异步电机变频调速系统1、异步电机变频调速系统可以分为频率开环和频率闭环两种结构2、频率开环系统一旦速度给定后，电机供电频率不再调节，电机转速将在滑差范围内，随负载大小变化3、频率闭环系统则在速度给定后，由控制系统实现对供电频率和同步速自动调节，确定负载变化时电机转速恒定不变4、前者适用用于静态调速精度要求不高的场合，后者适用于静态调速精度高、动态调速性能有要求的场合一、频率开环、电压源逆变器——异步电机变频调速系统主电路：该调速系统是频率开环，电压闭环的PWM变频调速系统。在整流部分采用了不

2、可控整流电路，其输出经大电容滤波后，形成低阻抗性质的电压源对逆变器激励。IGBT——功率器件，180度导通型，在同相的上下桥臂间进行换流二极管——提供感性无功电流通路控制电路：逆变部分是该系统的关键部分，在PWM信号的控制下，根据给定速度信号，按函数发生器的特性要求输出变频交流电压控制电机转速。控制过程：控制信号——速度的给定值给定积分器——将时间阶跃的输入转换成斜坡函数输出，由于输入阶跃变化时会产生电流、转矩、转速的冲击绝对值电路——输出的电压信号进入频率和电压控制通道；进入频率通道的电压信号经

3、V/f变换产生决定调制波频率的脉冲；进入电压通道的电压信号经过函数发生器产生基波电压的幅值。电压检测——逆变器的输出，与函数发生器产生的给定值比较经PI，从而产生电压控制信号，对调制波幅值控制正弦波发生器——产生频率和幅值与速度信号相应的正弦调制波PWM调制——正弦调制波决定三角角载波频率，另外和三角载波在PWM调制环节合成产生PWM调制信号脉冲分配器——控制电机转向函数发生器功能1、函数发生器的功能是根据输入的速度信号决定相应的输出电压信号的幅值。2、在额定频率以下运行时，函数发生器的输出应与频

4、率成正比，低频时还应加上一定程度的电压补偿以保证电机气隙磁通的恒定，实现恒最大转矩运行。3、当运行频率超过额定频率后，函数发生器应作输出限幅，使电机运行于恒功率状态。4、为了使逆变器的输出基波电压严格按照函数发生器的输出特性，电压通道采用闭环控制二、频率开环电流源逆变器——异步电机变频调速系统主电路：典型的交-直-交电流源型变频调速系统；电压反馈为外环，电流反馈为内环的PWM变频调速系统。整流输出经大电感滤波后，形成高内阻性质的电流源对逆变器激励。IGBT——功率器件，120度导通型，在共阴和共阳

5、组内部三相元件间换流二极管——提供电容换流通路控制电路：控制信号来源于速度给定，给定积分环节使时间的阶跃函数变为斜坡函数，代表速度大小的给定信号分成两路：控制整流器输出电压和逆变器的输出频率工作原理：给定信号经绝对值电路后形成代表速度大小的电压信号，然后分两路，其一经V/f—变为频率信号——产生出发脉冲——控制电机的转速和方向；其二经函数发生器——电压调节——电流调节器——出发脉冲控制直流电压的输出。系统不稳定运行的原因：采用电压反馈后容易引起系统运行不稳定为解决此问题增加了瞬态较正环节,当电机端

6、电压发生波动时,相应地改变逆变器的工作频率,保证过渡过程能动态地保持恒电压／频率比运行,提高了系统稳定性.电流源逆变器调速系统框图中的其它部分与电压源逆变器相似。以上讨论的电压源和电流源调速系统都是频率开环系统。当要求不太高时，电机的转速和同步转速相差不多，频率开环能满足一定的要求；但当要求快速的启动、制动、加速、减速时，就不能满足动态性能要求，就会在大转差下运行，转子的电流损耗增加，功率因数低、转矩小、运行不稳定。基本思想：采用频率反馈控制，控制转子的转差频率使之总运行在小转差率下，这样，调速系

7、统就可在高功率因数，小转子电流，低转子损耗下获得最大的电磁转矩。三、转差频率控制异步电机变频调系统在采用频率闭环的控制系统中,转子转差频率总被限制在临界转差频率Smax所对应的转子转差频率max之下，其运行区被限制在转矩－转速特性曲线的稳态运行区内，如图阴影区域。异步电动机T-s曲线1、控制方法（原理）根据异步电机的转矩的计算公式：在小转差运行区内,转差频率很低,转子呈电阻性质,功率因数高cos21。转矩为：TCtI2’从等值电路可以求出I2’为:由于转子电流与气隙磁通和绝对转差之积成

8、正比。则只要控制绝对转差,就能控制转矩。为了维持磁通不变，就必须控制激磁电流不变，即：但不可测量只能控制，必须找出励磁电流和定子电流之间的关系，通过控制定子电流间接的控制励磁电流，从而维持气隙磁通不变。根据异步电机的等效电路得知：由此可得（标量形式）：当维持激磁不变达到维持气隙磁通不变时，定子电流随绝对转差率的变化规律如右图所示2、转差频率控制异步电机变频调速系统工作原理：从控制框图可以看出该系统是一具有电流内环和频率外环的调速系统；控制信号来自于速度给定值，与实际转速相比较的差值