变频调速的基本控制方式课件.ppt

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1、交流异步电机变压变频调速系统第六章2021/10/231概述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。异步电机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。因此现在应用面很广，是本篇的重点。2021/10/232异步电机的转速n与定子供电频率之间有以下关系：（6-1）从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频率f1，同步转速n1随之改变，就可以平滑地调节转速n，从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。6.1变频调速的基本控制方式2021/10/233变频调速的基本原理充

2、分利用电机绕组铁芯和绕组的截面积主要特征：Tmax为常数变频调速光调频行吗？？2021/10/234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芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁芯饱和，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。一、调频与调压协调控制的必要性2021/10/235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。一、调频与调压协调控制的必要性

3、2021/10/236异步电动机稳态等效电路和感应电动势Us1RsLlsL’lrLmR’r/sIsI0I’rEg一、调频与调压协调控制的必要性2021/10/237（6-2）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）；f1—定子每相绕组串联匝数；N1—基波绕组系数；kN1—每极气隙磁通量(Wb)。m定子每相电动势由式（6-2）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。2021/10/238所谓调速方式：是指在电机得到充分利用的条件下，电机输出转矩和转速之间的关系。电机常用的有两种典

4、型调速方式：恒转矩调速方式和恒功率调速方式二、VVVF调速控制方式2021/10/239若输出转矩和转速无关，则为恒转矩调速方式。如：他励直流电机调电枢电压调速；绕线转子异步电机转子串电阻调速等。若输出转矩和转速成反比，则为恒功率调速方式。如：他励直流电机的弱磁调速。2021/10/2310异步电动机的调速分为基频下调和基频上调两种情况：基频下调通常采用恒转矩调速方式；基频上调通常采用恒功率调速方式。2021/10/2311由上式可知，要保持m不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使C（6-3）即采用恒值电动势频率比的控制方式。1、基频以下变频调速2021/

5、10/23121、基频以下变频调速由于（U漏—漏磁阻抗压降；Us—每相电压），当Us很大时，U漏很小；可以认为Us≈Eg。要改变f1实现调速，则同时应改变Us来保持Φm不变。—恒压频比控制方式2021/10/2313但当f1太小时，忽略U漏则误差较大，这时可以人为增大Us进行补偿，以减小误差。带定子压降补偿的恒压频比控制特性2021/10/23142.基频以上调速当f1>fN升高时，定子电压Us最大也只能是UsN，从式　　　　　　来看，显然，f1>fN再增大时，反比例降低（相当于直流调速中的弱磁升速）。2021/10/2315变压变频控制特性f1N图6-1异步电机变压变频调速的控制

6、特性恒转矩调速UsUsNΦmNΦm恒功率调速ΦmUsf102021/10/23166.2异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性6.2.1恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性6.2.2基频以下电压—频率协调控制时的机械特性6.2.3基频以上恒压变频调速时的机械特性2021/10/23176.2.1恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性当f1（ω1）—电源频率和Us一定时，电磁转矩为：2021/10/2318当s很小时，可以忽略分母中含s的各项，则说明当s很小时Te＝f（s）为一条直线；1.特性分析2021/10/2319当s→1时，可忽略R’r(分母)，则Te＝f（s）是对称

7、于原点的双曲线。1.特性分析2021/10/2320smnn1sTe010TeTemaxTemax图6-2恒压恒频时异步电机的机械特性当s在[0，1]的中间数值时，机械特性从直线段逐渐过渡到双曲线。2.机械特性2021/10/23216.2基频以下电压－频率协调控制时的机械特性由异步电动机机械特性方程式可以看出，对于同一组转矩Te和转速n（或转差率s）的要求，电压Us和频率1可以有多种配合。在Us和1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此可以有不同方式的电压－频率