笼型异步电机变压变频调速系统VVVF系统――转差功率不ppt课件.ppt

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1、异步电机调速系统及主轴驱动伺服系统第5章直流机交流机结构及制造有电刷，制造复杂无电刷，结构简单电机容量十几MW（双电枢）数倍电枢电压1KV6～10KV转速1000多RPM0~几万RPM功率密度比小大维护量大小安装环境要求高要求低转距控制简单复杂交流调速系统的发展近年，在发达国家，交流调速>80％，直流调速<10％，其他方案10％。驱动的交流化和超高速、超大型化*减少维护为目的*直流调速达不到的领域：大功率、高压、高速场合应用交流调速系统。现在绝大多数数控机床的主轴驱动系统均采用三相笼型异步电动机配置矢量变换变频调速。补

2、充：异步交流电动机工作原理导线切割磁力线产生感应电动势磁极旋转产生旋转磁场闭合导线产生i通电导线在磁场中受力异步电动机原理模拟装置图三相异步机的结构空间对称的三相定子绕组：通以三相对称电流，产生旋转磁场YBXAZC转子定子定子绕组（三相）鼠笼转子n1ntw0电磁转矩T：定子：三相绕组在空间位置上互差120度电角度。结论：1.有一旋转磁场存在2.线圈跟着磁铁一起旋转，转向相同，但线圈比磁场转得慢异步异步电动机的同步转速——旋转磁场的转速异步电动机的转速由上述公式可得，有三种调速方法，最常用的是变频调速。5.1变压变频调速

3、的调速原理在进行电机变频调速时，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；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。由式可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通m的目的。定子每相电动势1.基频以下调速要保持m不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使常值即恒电动势频率比的控制方式。问题：绕组中的感应电动势是难以直接控制的。三相异步电动机的“电－磁”关系e1：主磁通产生的感应电

4、动势。定子电路i2R1R2i1u1e1e2转子电路当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1≈E1。电动机是一个电阻、电感、反电动势负载。定子边电压方程：恒压频比的控制方式这是恒压频比的控制方式。常值问题：在低频时Us和Eg都较小，定子阻抗、感抗压降所占的份量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压Us抬高一些，以便近似地补偿定子压降。OUsf1图6-1恒压频比控制特性带压降补偿的恒压频比控制特性UsNf1Na—无补偿b—带定子压降补偿在实际应用中，由于负载大小不同，需要补偿的定子压降

5、值也不同，在控制软件中，须备有不同斜率的补偿特性，以便用户选择。2.基频以上调速在基频以上调速时，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，弱磁升速。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f1NUsUsNΦmNΦmΦmUsf1O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，则转矩基本上随磁通变化，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”。f

6、1NUsN恒转矩调速恒功率调速ΦmUsf1O2.恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性当定子电压Us和电源角频率1恒定时，异步电机机械特性从直线段逐渐过渡到双曲线段，如图所示。smnn0sTe010TeTemaxTemax调速机械特性On补偿定子压降后的特性O<<<图基频以上图基频以下小结电压Us与频率1是变频器—异步电动机调速系统的两个独立的控制变量，在变频调速时需要对这两个控制变量进行协调控制。在基频以下，采用保持磁通m不变的恒US/1比控制，为恒转距调速方法。在基频以上，采用保持电压不变的恒功率弱磁调速

7、方法。引言对异步电机的变压变频调速，必须具备能够同时调节电压幅值和频率的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置变压变频器，又称VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）装置。第二节变频器的基本结构1、交-直-交变压变频器基本结构变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVCF)逆变DCACAC50Hz~整流从整体结构上看，电力电子变压变频器可分为交-直-交和交-交两大类。目前，通用的是交-直-交变频器。2、PWM变压变频器变压变频(VVVF)中间直流环节恒压恒频(CVC

8、F)PWM逆变器DCACAC50Hz~调压调频C逆变整流具体的整流和逆变电路种类很多，当前应用最广的是由二极管组成不控整流器和由功率开关器件（P-MOSFET，IGBT等）组成的脉宽调制（PWM）逆变器，简称PWM变压变频器。PWM变压变频器的应用之所以如此广泛，是由于它具有如下的一系列优点：（1）在主电路整流和逆变两个单元中，只