异步电机变压变频调速系统(VVVF系统)——转差功率不变型调速系统.ppt

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1、第六章异步电动机变压变频调速系统(VVVF系统)——转差功率不变型的调速系统第一节变频调速的基本控制方式；第二节静止式变频装置；第三节正弦波脉宽调制(SPWM)逆变器；第11周历4721第四节异步电动机电压、频率协调控制的稳态机械特性；第五节转速开环、恒压频比控制的变频调速系统第六节转速开环、转差频率控制的变频调速系统第12周历4722笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）——转差功率不变型调速系统第6章调速系统——电力拖动自动控制系统第11讲，第1节4723概述异步电机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速时转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论是高速还是低速时效率都

2、较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在应用面很广，是本篇的重点。4724本章提要变压变频调速的基本控制方式异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性＊电力电子变压变频器的主要类型＊变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术基于异步电动机稳态模型的变压变频调速＊异步电动机的动态数学模型和坐标变换基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统47256.1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m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

3、增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。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，m保持不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通m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。4726定子每相电动势（6-1）式中Eg—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值（V）；—定子频率（Hz）；—定子每相绕组串联匝数；—基波绕组系数；—每极气隙磁通量（Wb）。f1NskNsm由式（6-1）可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通m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况。47271.基频以下调速(f

4、1

5、特性带压降补偿的恒压频比控制特性UsNf1Na—无补偿b—带定子压降补偿472112.基频以上调速(f1>f1N)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。47212f1N变压变频控制特性图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ΦmUsf1O47213如果电机在不同转速时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

6、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”。返回目录472146.2异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性本节提要＊恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性基频以下电压-频率协调控制时的机械特性基频以上恒压变频时的机械特性恒流正弦波供电时的机械特性472156.2.1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式Te=f(s)。当定子电压Us和电源角频率1恒定时，可以改写成如下形式：（6-4）47216特性分析当s很小时，可忽略上式分母中含s各

7、项，则（6-5）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。47217特性分析（续）当s接近于1时，可忽略式（6-4）分母中的Rr'，则（6-6）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。47218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。smnn0sTe100TeTemaxTemax图6