I基波绕组系数.PDFVIP

东北大学硕士学位论文 第一章 绪论 1.2.2交流异步电动机变压变频调速的控制方式 根据电机学原理，异步电动机外加电压主要和绕组的反电动势平衡，而绕 组的反电动势与电流的频率和每极下的磁通量有关 : 药=4.44关N,KN,汽 (I.2) 式中: E,:定子每相绕组感应电动势 (V) f:定子频率 (Hz) N,:定子绕组每相串联匝数 KNI:基波绕组系数 必.:每极气隙磁通 (Wb) 异步电动机在基频以下进行变频调速的基本要求是保持每极下的气隙磁 通为额定值。为充分利用铁心材料，在电机设计时，一般将额定工作点选择在 磁化曲线开始弯曲处。小，增加将引起铁心过饱和、励磁电流急剧增加，导致 绕组过热，功率因数降低，严重时损坏电动机;巾。减少将导致电动机输出转 矩下降，当负载转矩不变时相当于过负荷运行，势必导致定、转子过电流，也 要产生过热。所以，在变频调速过程中希望小.恒定。 为保持巾。不变，在改变电源频率人的同时，必须按比例改变感应电动势 E,，即: 且_const (1.3) f 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽 略定子绕组的漏磁阻抗压降而认为定子相电压USE,，则有: U (1.4) f一o“ust 这种控制方法称为恒压频比控制，也因为是控制电压 (Voltage)与频率 (Frequency)之比而称为UP控制。同时，由于磁通恒定，转矩恒定，具有 “恒转矩调速”性质。 但在频率较低时，定子漏磁阻抗压降不能忽略，异步电动机将因为最大转 矩下降而使带载能力受到限制，这时，可以人为的提高定子电压U来近似地补 偿定子压降。 在基频以上进行调速时，由于电动机绕组是按额定电压等级设计的，定子 电压不可能与频率成正比的升高，只能保持在额定电压，这将使气隙磁通小。 随频率f的升高而反比例下降。转速升高，转矩降低，基本上属于 “恒功率调 速”性质。 东北大学硕士学位论文 第一幸 绪论 把基频以上和基频以下两种情况的控制特性放到一起，就是异步电动机最 简单易行的控制方式，如图1.1e U，山。 恒转矩调速区 I 恒功率调速区 / 1一无定子电压补偿 2一带定子电压补偿 图1.1 变压变频控制特性 Fig.1.1ThecontrolcharacteristicofVVVF(variablevoltagevariablefrequency) U/F控制经过低频的定子电压补偿后基本能够满足一般调速系统的要求， 如风机、水泵和家用空调等，但其调速性能与直流电动机相比还存在不小的差 距 。 在高性能的交流调速系统方面控制方式上已有几种方案获得成功，其中应 用最多的有两个方案。 一是 1975年德国学者Blaschk。提出了矢量变换控制原理，成功地解决了 交流电动机电磁转矩的有效控制问题。在定向于转子磁通的基础上，采用参数 重构和状态重构的现代控制理论概念实现了交流电动机定子电流的励磁分量 和转矩分量之间的解藕，实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的 控制过程，在理论上实现了重大突破。 二是1985年德国鲁尔大学的Depenbrock教授通过对瞬时空间理论的研究， 提出了直接转矩控制理论，