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* 第8章 异步电动机他控式变频调速系统 变频调速系统按频率改变的原因分类： 2．自控式变频 3．矢量控制式变频 “跳过”频率，直接控制转矩（或产生转矩的电流）以达到调速目的, 控制系统控制的对象并没有刻意追求“变频” 调速。 1． 他控式变频 主要特征是：控制系统把变频器的输出频率f1作为主控变量。 为主控变量，输出电压 是辅控变量， 变频的同时使电压配合变化 。 变频调速——改变输出频率f1。 但调速系统最终的控制目标是转速，在第1章中已经分析过，电动机速度控制的本质是对电动机转矩的控制 ，因此，可以“跳过”频率这一个变量而直接去对转矩（或产生转矩的电流）进行控制，同样能达到调速的目的。 异步电机速度公式 在这类控制方案中，调速系统输出电压（或电流）的频率并不是不变的，它们的频率同样也在改变，仍是变频调速。 8.1 转速开环的交-直-交电流源型变频调速系统 1．控制策略 采用“转速开环、恒压频比（或恒气隙磁通）控制”：给定转速等价于给定频率，稳态误差为速降，低转差率异步电动机的这个值一般不大，所以就能满足调速要求不高的场合。 应用场合: 低转差电机，调速要求不高的场合 。 8.1.1 调速系统的控制策略及系统原理图 恒压频比（或恒气隙磁通）控制时的控制特性、机械特性： 系统分5部分 （1）主电路部分 （2）电压控制部分：电压检测、AVR、电流检测、ACR、GT （3）频率控制部分：压频变换GVF、环形分配器DRC、脉冲放大AP （4）给定部分:给定单元、给定积分器GI、绝对值变换器GAB、函数发生器GF、极性鉴别器DPI 2．系统原理图 （5）动态校正器GFC 1. 逆变器主电路 工作方式是6拍型，任何时刻上、下组中各有一个主开关元件导通 ，输出电流波形为120o方波交流电流 ： 改变每一拍的导通时间可改变逆变器的输出频率 8.1.2 晶闸管电流源型逆变器工作原理 2. 工作原理 串联二极管式电流源型逆变器主电路 导通顺序:上桥臂VT1-VT3-VT5 下桥臂VT2-VT4-VT6 电容C1~C6为换流电容, VD1~VD6是隔离二极管，作用是使换流电路与负载隔离，防止电容器的充电电压经负载回路放电。 以 的换流为例 3. 换流分析 换流过程分析 电容器所充电压的规律： 对于共阳极晶闸管，它与导通晶闸管相连一端极性为正，另一端为负，不与导通晶闸管相连的电容器电压为零。 等效换流电容概念： 分析从VT1向VT3换流时，图中的C13就是上图中的C3与C5串联后再与C1并联的等效电容。 - + A B C + - A B C a) + - A B C b) - + A B C c) d) VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d i B i B i A = I d - i B 换流过程各阶段的电流路径 分析从VT1向VT3换流的过程: 假设换流前VT1和VT2通，C13电压UC0左正右负。如图a。 换流阶段分为恒流放电和二极管换流两个阶段。 t1时刻触发VT3导通，VT1被施以反压而关断。 Id从VT1换到VT3，C13通过VD1、U相负载、W相负载、VD2、VT2、直流电源和VT3放电，放电电流恒为Id，故称恒流放电阶段。如图b。 uC13下降到零之前，VT1承受反压，反压时间大于tq就能保证关断。 + - A B C + - A B C VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d a) b） t1~t2 恒流 放电 强迫换流 t2时刻uC13降到零，之后C13反向充电。忽略负载电阻压降，则二极管VD3导通，电流为iV，VD1电流为iA=Id-iB，VD1和VD3同时通，进入二极管换流阶段。 随着C13电压增高，充电电流渐小，iB渐大，t3时刻iU减到零，iB=Id，VD1承受反压而关断，二极管换流阶段结束。 t3以后，VT2、VT3稳定导通阶段。 - + A B C - + A B C VT 1 VT 2 VT 3 VD 1 VD 2 VD 3 C 13 I d VT 1 VT 2 VT