第四讲 变频调速的基本的 控制方式 2011年现代交流调速系统课件.pptVIP

0 s 1 0 Te 几种电压－频率协调控制方式的特性比较 不同电压－频率协调控制方式时的机械特性 恒 Er/?1 控制 恒 Eg/?1 控制 恒 Us /?1 控制 a b c 显然，恒 Er/?1 控制的稳态性能最好，可以获得和直流电机一样的线性机械特性。这正是高性能交流变频调速所要求的性能。 现在的问题是，怎样控制变频装置的电压和频率才能获得恒定的Er/?1 呢？ 3. 恒 Er/?1 控制 * * 异步电动机变压变频调速理论基础 第一章 主讲教师：杜春水 山东大学 概 述 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。 异步电机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。 因此现在应用面很广，是本篇的重点。 目前，交流变频调速技术以其优异的性能而深受各行业的普遍欢迎，并已取得了显著的社会效益。 电力 轧钢 造纸 化工 煤炭 纺织 船舶 机床 航天航空 广泛应用： 1.3 变频调速的基本控制方式 变频调速的基本原理 充分利用电机绕组铁芯和绕组的截面积 主要特征：Tmax为常数 变频调速光调频行吗？？ 一、调频与调压协调控制的必要性 异步电机的转速n与定子供电频率之间有以下关系： （1-29） 从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频率f1，同步转速n0随之改变，就可以平滑地调节转速n，从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。 （1-30） 式中 Es—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值（V） —定子频率（Hz）； f1 —定子每相绕组串联匝数； Ns —基波绕组系数； kNs —每极气隙磁通量(Wb)。 ?m 定子每相电动势 由式（1-30）可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通?m 的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。 电压-频率协调控制方式 由式（1-18）机械特性方程式可以看出，对于同一组转矩 Te 和转速 n（或转差率s）的要求，电压 Us 和频率 ?1 可以有多种配合。 在 Us 和 ?1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此可以有不同方式的电压－频率协调控制。 （1-18） 所谓调速方式： 是指在电机得到充分利用的条件下，电机输出转矩和转速之间的关系。 电机常用的有两种典型调速方式： 恒转矩调速方式和恒功率调速方式 二、 基频以下的变频调速控制方式 若输出转矩和转速无关，则为恒转矩调速方式。 如：他励直流电机调电枢电压调速， 绕线转子异步电机转子串电阻调速等； 若输出转矩和转速成反比，则为恒功率调速方式。 如：他励直流电机的弱磁调速。 二、 基频以下的变频调速控制方式 什么叫电机得到充分利用呢？ 严格讲，电机的充分利用，应包括电机铁心和导线得到充分利用，即铁心的磁通密度和导线的电流密度都保持额定值不变。 异步电动机的调速分为基频下调和基频上调两种情况，基频下调通常采用恒转矩调速方式，而基频上调通常采用恒功率调速方式。 二、 基频以下的变频调速控制方式 常值 即采用恒电动势频率比的控制方式。 二、 基频以下的变频调速控制方式 由式（1-30）可知，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 Es ，使 1. 保持 的严格恒磁通控制 由式（1-30）可得 （1-31） 由式（1-31）可知，要保持磁通?m不变，当频率f1从额定频率向下调节时，必须同时降低电动势Es，即采用恒定的电动势频率比的控制方式。这时异步电动机的机械特性将会如何呢？ 1. 保持 的严格恒磁通控制 由图1-14可知： 将上式代入电磁转矩基本公式，可得 1. 保持 的严格恒磁通控制 上式对s求导，并令dTe/ds=0，可得恒磁通控制转矩最大时的转差率为 将sm代入式（1-33）得最大电磁转矩 （1-34） 1. 保持 的严格恒磁通控制 可见，当调速过程中Es/f1为恒值时Temax值是恒定不变的，在低频低速下也能保持这个最大电磁转矩，因此称为恒转矩调速方式。 即：电动机的转矩输出能力是恒定的 2.保持 常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，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 Us ≈ Eg，则得 用易于测量和控制的定子输入相电压Us取代电动势Es，这就是保持