电机及拖动基础第5章.ppt

图10-2 交流电机的绕组等效 图10-3 三相坐标系中的综合矢量 图10-4 两相坐标系中的综合矢量 图10-5 三相静止坐标系与两相任意旋作坐标系的坐标变换 图10-6 A、B、C坐标系与??坐标系 图10-7 ??坐标系与dq坐标系间的坐标变换 图10-8 例10-1中的电流综合矢量 图10-9 两相静止坐标系上感应电机的物理模型 图10-10 三相感应电动机起动过程中的电流、转矩和转速 5.4变频控制有关的应用问题 5.4.1变频器的常用功能1变频器的升速功能 （1）频率与时间呈线性关系，如图曲线所示，多数曲线预制性方式 图5-21升速方式 （2）三用S形式为宜 （3）三用半S形升速比较合适 2.变频器的控制方式 变频器中所说的控制方式，通常有两方面的含义： （1）运行控制方式 图5-22 通用变频器键盘示意图 主要功能有：多档转速控制，多档升降速时间控制，升速与降速控制，外部故障信号输入以及其他各种信号的输入等。 图5-23 变频器的输入控制端子 （2）电动机特性的控制方式 指如何使电动机的接卸特性满足各种负载要求的控制方式，如V/F控制方式，无反馈控制方式，有反馈矢量控制方式等。 5.4.2 电动机特性的控制方式 主要有两种方法 （1）模式罚变频器给出了若干基本V/F模式，供用户选择。 （2）左边预制法。目前，更多的变频器是通过与之两个数据来决定V/F线终点的： ①最大输出电压即变频器输出端输出的最大电压，在不超过电源电压的范围内，是可以任意预置的。 ②基本频率与最大输出电压相对应的频率。 2.矢量控制方式 矢量控制方式变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流通过转换等效成两静止坐标系下的甲流电流。 矢量控制方法的提出具有划时代的重要意义。 5.4.3变频调速电压频率特性曲线及选择 根据变频调速原理，电压频率特性曲线通常是分段线性的如图所示。 图5-24 电压频率特性曲线 1.频率低于额定值的情况 图5-24中的特性曲线均经过额定电压和额定频率点（1，1），且频率高于额定频率时维持额定电压不变，但当频率低于额定频率时，又分三种情况： 1）比例控制特性 5.4.4变频器的节能原理 1.变频调速节能 下面就以风机为例，说明风机泵类负载两种调节流量方法的节能效果比较。 图5-26 风机调速节能示意图 如图所示，曲线P为额定转速下风压与流量的特性控制曲线，与风阻特性曲线R，相交于额定工作点。 2 提高功率因数节能 在不同需要调速的场合，变频器的节能效果主要体现在提高功率挺熟，将死线路功率消耗的基础上。 计算公式为 3软启动节能 电机启动时在线路上产生的有功消耗和电压降分别为 由于启动电流不大于额定电流，所以软启动时产生的功率消耗和电压降小的多，从而实现了节能。 5.5单相感应电机的调速控制 5.5.1调压调速 （1）串联电抗器调速 串联电抗器的电抗值X，可以根据电源电压，频率，电机的负载及要求的调速范围，通过实验和计算求出。 （2）串联电容调速 串联电容调速的原理和串联电抗器一样，是利用容抗降低电动机端电压达到调速的目的。 （3）自耦变压器调速 通过自耦变压器降低输入电压以达到调速的目的。 （4）可控硅调速装置 可控硅调速是通过改变可控硅导通角的方法，来实现的。 5.5.2变极调速 变极异步电动机的结构主要有以下几种： （1）电机定子由两套独立绕组，各对应一定的级数； （2）电机定子有一套绕组，通过改变接线变级； （3）电机定子由两套独立绕组，每套绕组又可以通过改变接线变级，因而可以得到三速或者四速。 5.5.3变频调速 是将单相异步电动机看作是两相电机模型来研究。在单相电机的住绕组和副绕组的工作方式与原来有较大的区别，副绕组不单单承担电机启动作用，而将参与到电机的整个运行过程中 该特性经过原点，电压和频率呈线性关系，控制相对比较简单。 2）高于比例控制特性 由于比例控制存在在低端气隙磁通消弱，过载能力下降的弱点，要尽量可能增大低频时点击过载能力，必须对定子绕组端电压进行适补偿，即随变频下降适当正大电机端电压。 3）低于比例控制特性 在一些特殊场合应用的交流电机，要求额定频率时用不差过额定电压的不同端电压工作，或者在额定电压时采用不同的频率，这时电压的频率特性曲线如图2-25所示 图5-25 特殊用途电压频率特性曲线 2 U-F特性曲线比较用外的情况 图2-23特性曲线中，出了比例控制电压频率特性作为比较用外，还有两条曲线分为两种情况： 1）特性曲线低于比例控制频率特性 2）特性曲线转折点右移 3变频调速控制特曲线的选择方法 选择特性曲线有三种方法： 1）按电压等级，基波频率曲线转折点； 2）搂负载特性选择低频特