变频调速系统.ppt

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1、变频调速系统1)变频调速技术概述图1实训用异步电动机2)变频器的功能变频器的功能是将频率固定（通常工频为50HZ）的交流电（三相或单相）变换成为频率连续可调节的三相交流电.图2,实训用VF-7F小巧型变频器3)变频调速的工作原理异步电动机同步旋转磁场速度的公式为n0=60f/p其中f为定子供电电流频率，P为电机定子极对数，当定子供电电流频率f连续可调时，电动机的同步转速也连续可调，因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低，所以转子速度也就连续可调，从而改变定子电流的频率即可实现电动机的变频调速。图3变频调速原理说明异步电动机的工作原理：定子对称三相绕组通入三相交流电

2、后，在定子绕组内部产生对称三相电流，并在空间产生旋转磁场，该旋转磁场以同步转速沿定子内圆周方向旋转。在转子绕组内也感应出三相电流。根据安培电磁力定律，转子感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，带动电动机的转子跟随同步旋转磁场一同旋转。但转子的旋转速度（即电动机的转速）要比旋转磁场速度（同步转速）要小。因为如果转子的速度与旋转磁场速度相同，转子与旋转磁场便没相对运动，转子导体便不能切割磁通，从而就不能感应出转子电势和转子电流，没有转子电流也就不会有电磁转矩，这样，转子就会慢下来，转子一慢，由于同步转速是固定的，转子与同步转速又有了差别，转子又会感应出电流，就又会产生电

3、磁转矩，转子又会快起来，因此转子速度总是略小与同步转速，与旋转磁场同步转速之差是保证转子旋转的主要条件。由于转子的速度不等于同步转速，所以这种电动机我们称为异步电动机。3)变频调速的工作原理异步电动机同步旋转磁场速度的公式为n0=60f/p其中f为定子供电电流频率，P为电机定子极对数，当定子供电电流频率f连续可调时，电动机的同步转速也连续可调，因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低，所以转子速度也就连续可调，从而改变定子电流的频率即可实现电动机的变频调速。图3变频调速原理说明4)变频器的控制方式基频的概念:基频也叫基本频率，在一般情况下，以电动机的额定频率作为基频

4、的给定值。变频器控制方式介绍:变频器运行时，变频器的控制方式是一般分为两种，即当电动机频率小于基频时，一般采用V/F控制方式，当频率高于时，则采用恒压弱磁通控制方式.基频以下V/F控制方式原因:我们在对异步电动机进行调速控制时，总是希望异步电动机的主磁通保持额定值不变，因为主磁通太弱，电动机的铁芯利用不充分，同样的转子电流情况下，电磁转矩小，电动机带负载能力下降。因为电动机的电磁转矩是由转子电流与主磁场相互作用的结果。；当主磁通太强，则电动机处于过励状态，励磁电流将过大，电动机将发热，烧坏，所以异步电动机的主磁通应在调速时保持一个恰当的值。由电机学的原理我们知道，异步

5、电动机定子绕组的电动势是定子绕组切割磁力线的结果，本质上是感应电势，定子每相电势为：其中为E1定子每相感应电势,f1为定子频率,N1为定子匝数,K为绕组系数,为每极磁通.为了保持异步电动机磁通恒定，根据公式即需保持E1/f1=常数.由于定子每相感应电势不便于测量与控制，从图3可知：三相异步电动机定子每相电压如果我们保持U1/f1=常数，即可保持磁通近似常数。图4异步电动机原理图V/F控制V/F控制:电动机的定子电压与频率之比为常数,目的是保持电动机内主磁通不变.可以证明,变频器在运行时，保持V/F=常数，这时电动机的转矩近似为常数.所以V/F控制近似为恒转矩控制。基频

6、以上，恒压弱磁当频率向上调，超过基频时,如果还保持V/f1=常数控制方式,则电压会随着频率的增高而超过电机所允许的额定值.这是不允许的。因此，当频率向上调超过基频时此时,我们只能保持定子电压不变,要使不变,由公式可知,频率f1增加,必须减小。这就是变频器频率超过基频时，变频器要恒压弱磁的原因。可以证明此过程,电动机的输出功率保持不变,因此,变频器恒压弱磁调速，近似对电动机进行恒功率控制。变频器输出频率与电动机定子电压关系曲线图采用以上两种控制方式,则变频器输出频率与电动机定子电压关系曲线为:图5输出频率与定子电压关系曲线图5)变频调速特点三相异步电动机变频调速有以下特

7、点:从基频向下调速,采用V/F控制方式，近似为恒转矩调速方式；从基频向上调速,为弱磁控制方式，近似为恒功率调速方式调速范围大变频调速时,电机的机械特性斜率（即硬度不变）,转速稳定性好频率可连续调节,可实现无极调速.可以实现节能运行。变频调速过程示意图6)变频器与异步电动机的连接图6变频器与异步电动机的连接原理图6)变频器与异步电动机的连接图7变频器与异步电动机的连接实物图7)变频器的基本结构我们这里主要介绍目前主流产品交-直-交变频器的基本结构。交-直-交变频器的电路框图如图7所示。主要包括主电路和控制电路两部分，其中主电路包括：整流电路与逆变电路两