电动机运行和负载.pptVIP

2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （a）基本原理 异步电动机变频调速时通常都是相对于其额定频率（基频）f1e来调节，当在基频以下调速时，频率调节范围0~ f1e 恒U/f方式：若U1没有变化，则E1基本不变，如果在基频f1e以下调节频率，f1f1e，则磁通Φ∝ U1/f1变化，因此在基频以下调频时须同步调节U1并保持U1/f1=常数，从而保证气隙磁通Φ基本不变，称为恒U/f方式，常用于开环调速控制系统 恒最大转矩方式：详见后述 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （b）恒U/f方式及其机械特性 在高频区间： ①当电动机稳态运行时，转差率s很小，sr1可忽略（r1定子电阻），由转矩公式可绘出U/f为 常数时的工作机械特性如图 ②当负载转矩一定，改变定子频率f1， 转速降不变，即不同f1时的机械特性 为一簇平行曲线，如图实线所示 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （b）恒U/f方式及其机械特性 在低频区间： ①定子电阻r1不能忽略，即定子阻抗压降不能忽略，则引起励磁电流减小，磁通减小， 最大转矩随f1减小而减小， 甚至不能带动负载 ②须采取定子压降补偿措施， 将U1或U1/f1的比值适当提高， 可得U/f补偿曲线如上图 补偿定子压降后的机械特性如图 虚线所示 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （b）恒U/f方式及其机械特性 恒U/f方式调压调频实现 ①采用PAM方式 ②采用PWM方式 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （c）恒最大转矩Mm方式及其机械特性 电动机传动运行时经常需要最大转矩，如：起动和加减速过程、恒转矩负载，可以采用恒最大转矩Mm运行方式，以保证负载所需要的电磁转矩 恒最大转矩Mm运行方式可通过采用恒磁通实现，因此该种方式又称为恒磁通运行方式 由电机学可得转矩公式： ①当保持气隙磁通恒定，电机转矩仅决定于转子转差频率f2 ②若f2恒定，则可实现恒转矩调速 ③若使f2接近临界转差频率f2m ，则在整个调速范围内均能实现恒最大转矩Mm运行方式 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以下调速 （c）恒最大转矩Mm方式及其机械特性 恒最大转矩Mm方式常用于闭环调速控制系统 由电机学可知当处于恒最大转矩运行方式时，最大转矩公式为： ①可知E1/f1恒定即磁通恒定时，Mm恒定， 又称为恒E/f运行方式 ②恒最大转矩Mm方式时的工作机械特性如图 ③在整个调速范围内均可得相同的最大转矩 ④稳态性能优于恒U/f方式，恒Mm方式也是 恒U/f方式中补偿定子压降所追求的目标 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 恒转矩调速 2、变频调速方式 （2）基频以上调速 （a）当电动机工作在额定频率（基频）f1e时，其定子电压U1就是额定电压U1e （b）当在f1f1e调频时，同时下调加在定子绕组上的电压U1 U1e （c）当在f1f1e调频时，不允许加在定子绕组上的电压U1超过额定电压U1e ，即必须保持U1= U1e不变，否则易损坏电动机的绝缘 （d）因此频率从f1e上调且定子加上额定电压时转速增加，磁通Φ∝ U1/f1减小，最大转矩也减小，输出功率基本不变，属于弱磁恒功率调速 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 2、变频调速方式 （2）基频以上调速 （e）电动机在基频以上调速时 的工作机械特性如图 （3）变频调速控制特性 §4.2变频调速异步电动机的机械特性 二、变频调速方式 O 恒功率调速 §4.3 异步电动机的负载 一、概述 1、在变频调速系统中工作机械就是电动机的负载，其种类繁多，从种类和数量统计大功率负载远不及低压小功率负载，但从耗电容量统计前者大大超过后者，占到电动机总用电量的70%以上 2、为了满足生产工艺过程的要求，正确选配合适的变频调速系统，除了研究电动机机械特性外，还需了解负载的机械特性 3、工作机械的负载转矩ML大部分情况下与电动机的电磁转矩M方向相反，不同负载的机械特性是不一样的。 4、所有负载按负载机械特性分为：恒转矩负载、降转矩负载、恒功率负载 5、各种生产机械的特性 §4.3异步电动机的负载