交流变频调速系统.ppt

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1、第五章交流变频调速系统第一节变频调速的基本控制方式和机械特性简介第二节变频调速系统无逆变电路第三节晶闸管变频调速系统第四节正弦波脉宽调制的变频调速系统由电机学知如果忽略定子上的电阻压降，则有第一节变频调速的基本控制方式和机械特性简介一、变频调速的基本控制方式1、基频以下的变频控制方式即：气隙磁通感应电势与频率之比为常数基频以下常采用恒磁通变频控制方式。（1）若要保持Φm不变，则当频率f1从额定值f1e向下调节时，须同时降低Eg，使Eg/f1=常数。（2）因感应电势难以直接控制，忽略定子压降，认为定子相电压U1≈Eg，则U1/f1=常数。这就是恒压频比的变频控制方式

2、。恒压频比控制在低频时，由于U1和Eg都较小，定子阻抗压降所占的份量比较显著，不能忽略。这时，可人为地把电压U1抬高一些，以便近似地补偿定子压降。2、基频以上的变频控制方式在基频以上时，频率可从f1N往上增高，但电压U1却不能增加得比额定电压U1N大，一般保持U1=U1N，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。下图是异步电机变频调速控制特性。在基频以下，属于“恒转矩调速”；而在基频以上，基本属于“恒功率调速”。当Eg/ω1为恒值时，Temax恒定不变，随着频率的降低，恒Eg/ω1控制的机械特性是一组形状与恒压恒频机械特性相同，且平行下移的特性。见

3、右图所示。二、变频调速的机械特性简介1.恒Eg/ω1控制（Eg/ω1=恒值）因Eg是电机内部参数，恒Eg/ω1控制难以实现，工程上常用恒压频比控制（U1/ω1=恒值）。其机械特性见下图所示。在恒压频比条件下变频时，机械特性基本上平行移动，而Temax随ω1降低而减小。低频时，Temax将限制调速系统的带负载能力。需采用定子阻抗电压补偿以增强带负载能力。右图中虚线特性就是采用提高定子电压后的特性。2、恒压频比控制（U1/ω1=恒值）3.基频以上变频调速时的机械特性可见，当频率ω1提高时，同步转速n0随之提高，最大转矩减小，机械特性上移；转速降落随频率的提高而增大，特

4、性斜率稍变大，其它形状基本相似。如右图所示。在基频f1e以上变频时，电压U1=U1e不变。其机械特性见下图所示。第二节变频调速系统中的无源逆变电路对交流电机实现变频调速的变频电源装置叫变频器，其功能是将电网提供的恒压恒频交流电变换为变压变频交流电，变频伴随变压。变频器的基本分类如下：一、变频器的分类变频器交-交变频器按相数分单相三相按输出波形分正弦波方波脉冲宽度调制型(PWM)交-直-交变频器电流型电压型交-直-交变频器的主要构成环节如图（a）所示。它先把交流电转换为直流电，经中间直流环节后再把直流电逆变成变频变压的交流电，又称为间接变频器。按不同的控制方式，间接

5、变频器有图5-7中b、c、d三种情况。二、静止型常规变频器及特点（一）间接（交-直-交）变压变频装置图5-7间接变压变频装置的不同结构形式交-交变频器的主要构成环节如图5-8所示。交-交变频器没有明显的中间滤波环节，交流电被直接变成频率和电压可调的交流电，故又称为直接变频器。（二）直接（交-交）变压变频装置主电路如图5-9（a）所示，图中负载由正组与反组晶闸管整流电路轮流供电，α角不变时，输出为矩形交流电压，如图5-9（b）所示。改变正反组切换频率可以调节输出交流电的频率，而改变α的大小即可调节矩形波的幅度。1、方波型交-交变频器三、交-交变频电路（一）单相交-交

6、变频电路2、正弦波交-交变频器正弦波型交-交变频器的主电路与方波型的主电路相同，但可以输出平均值按正弦规律变化的电压。控制角α由大到小再变大，如π/2→0→π/2如右图（a）所示。控制角由小变大再变小，如π/2→π→π/2如右图（b）所示。（1）输出正弦波形的获得方法常用的方法是余弦交点法，该方法的原则是：触发角的变化和切换应使得整流输出电压的瞬时值与理想正弦电压的瞬时值误差最小。正弦波型交-交变频器适合于低频大功率的电气传动系统，最高输出频率是输入频率的1/3或1/2。（2）输出电压有效值和频率的调节交-交变频电路的输出电压是由若干段电源电压拼接而成的。在输出电

7、压的一个周期内，所包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。使控制角从，改变α0，就改变了输出电压的峰值，也就改变了输出电压的有效值；改变α变化的速率，也就改变了输出电压的频率。（二）三相----单相交-交变频电路将两组三相可逆整流器反并联即可构成单相变频电路。三相半波-单相交-交变频电路三相桥式-单相交-交变频电路（三）三相交-交变频电路交-交变频器主要用于交流调速系统中，因此实际使用的主要是三相交-交变频器。三相交-交变频器电路是由三组输出电压相位互差的单相交-交变频电路组成的。1、电路的接线方式三相交-交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式

8、和输出星形