4月：交流调速简介讲义.ppt

从上面分析可以看出，若把三相鼠笼式异步电动机的定子绕组每相绕组中一半线圈的电流改变方向，即半相绕组反向，则电动机的极对数便成倍变化（称为倍极比变极）。因此，同步转速n1也成倍变化，对拖动恒转矩负载运行的电机来讲，运行的转速也接近成倍改变。 绕线式异步电动机转子极对数不能自动随定子极对数变化，如果同时改变定、转子绕组极对数又比较麻烦，因此不采用变极调速。该方法主要适用于鼠笼式异步电动机。 需要说明的是，为了保证变极调速时电动机的转向不变，变极调速的同时，需要改变绕组的相序或者说是电源的相序。理由很简单，要使电动机转向不变，就要求磁通势旋转方向不变。 变压变频（ VVVF ）调速系统 概 述 异步电机的变压变频（VVVF，是Variable Voltage and Variable Frequency）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，是交流调速的重点。 变频调速 改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，从而达到调速的目的。如果电源频率连续可调，可以平滑调节电动机转速。 忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压 式中，定子绕组匝数N1，定子绕组系数Kdp1为常数。在电源频率f1一定时，定子绕组感应电动势E1与产生它的气隙合成磁通Φ1成正比。 忽略定子阻抗压降时，定子电压U1与E1近似相等。若U1不变，f1与Φ1成反比。 f1如果下降，则Φ1增加，使磁路过饱和，励磁电流迅速上升，铁损增加，电动机效率降低，这是电机不允许的。如果f1上升，则Φ1减小，电磁转矩减小，电动机的过载能力下降。可见调速时为维持恒磁通不变，降低电源频率时，必须同时降低电源电压 ，才可以使异步电动机具有较好的性能。 降低电源电压，有两种控制方法。 1. 保持 常数 降低电源频率f1的同时，保持 常数，则Φ1=常数，是恒磁通控制方式。 令 可求得： 最大转矩为常数，与频率无关，并且最大转矩对应的转速落降相等，也就是不同频率的各条机械特性是近似平行的，硬度相同。 图为保持 常数时，变频调速的机械特性 下面分析恒磁通变频调速的性质。如p316 以上分析表明，恒磁通变频调速属于恒转矩调速方式。 2. 保持 常数 当降低电源频率时，保持 常数，则气隙每极磁通Φ1≈常数。这时电动机的电磁转矩为 由上式可以看出，保持U1/f1=常数，当减小f1时，最大转矩不等于常数。已知(x1+ x2’)与f1成正比变化， R1与f1无关。因此，在f1接近额定频率时， R1 (x1+ x2’) ，随着f1的减小，Tm减小得不多；但是，当f1较低时， (x1+ x2’)比较小， R1相对变大了。这样一来，随着f1的降低， Tm就减小了。在低频低速的机械特性变坏了。 保持U1/f1=常数降低频率调速近似为恒转矩调速方式，证明从略 。 保持 常数的变频调速机械特性 从基频向上变频调速 升高频率向上调速时，升高电源电压是不允许的，只能保持电压不变，频率越高，磁通越低，因此是一种弱磁升速的方法，类似他励直流电动机弱磁调速。调速过程中，电动机电磁转矩为 忽略R1的影响 正常运行时，若保持UN额定不变，s变化就很小，可近似认为PM是不变的。属于恒功率调速方式。 保持UN不变升频调速的机械特性 综上所述，三相异步电动机变频调速具有以下几个特点： ⑴ 从基频向下调速，为恒转矩调速；从基频向上调速，近似为恒功率调速； ⑵ 调速范围大； ⑶ 机械特性较硬，静差率小，相对稳定性好； ⑷ 运行时较小，效率高； ⑸ 频率可以连续调节，变频调速为无级调速。 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology U = I · R +ε ε =Ce · Φ ·n T =Ct · Φ ·I 直流伺服电机 矢量控制 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical