电机与变频调速原理.ppt

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1、ABB传动变频器工作原理北京ABB电气传动系统有限公司市场部技术支持与销售工程师唐家电机功率与速度计算功率计算：p=(2/60)*N*T*10ˆ³kwN:rpmT:N*m转动惯量，起动转矩，加减速时间，制动转矩变频器控制电机转速的原理,旋转磁场同步转速N=n=N*(1-s)v/f这里，N为电机旋转磁场同步转速n为电机额定转速S为电机转差率f为电机进线频率p为电机的极数转矩示例LTorque=F*L*sin()LFTorqueisthearmlengthmultipliedbyforceinrightangletoshaft变频器基本原理变频器U,3~V1C+-V3V5

2、V2V4V6RectifierDC-circuitInverterunitTorque=*I*sin()ThecurrentIisthearmneededtogeneratetorqueThefluxistheforceMotorIIGBT开关图列Inverter&motor-statorvoltagephasorsMSSSABC+--++--+--++--++-+2/3*Udc+++---电机工频起动运行曲线交流鼠笼感应电机的典型转矩/转速曲线(机械特性曲线)电机电流电机变频起动运行曲线由变频器供电的交流鼠笼感应电机的转矩曲线电机的弱磁点弱磁点的定义电机运行的负载与电流

3、电流和负载普通电机的允许负载曲线120%110%100%90%80%70%60%50%40%00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0相对转速T/TnACS800MotorloadcapacityT=loadtorqueTN=ratedmotortorquef=ACS800outputfrequencyTypicalcontinuousloadcapacitycurveofanIEC34self-ventilatedmotorcontrolledbyACS8001.21.00.80.60.40.20.0TTN0102030405060708090100f(Hz

4、)自通风电机的负载能力典型的连续负载能力曲线自通风电机电机的过载能力400%350%300%250%200%150%100%50%0%00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0IC411相对转速最大电机负载能力(短时)可用的最大电机转矩+20%裕量IC416电机负载类型可变转矩负载：风机水泵。恒转矩负载：皮带运输机恒转矩恒功率负载卷曲周期性恒转矩负载提升机Cranes,Centrifuges高起动转矩负载挤出机Kilns,RubberMixersTSpeedSpeedSpeedTTTTTimeTime变频器基本结构1整流部分逆变部分能量流动方向主要由三部分组成

5、（如下图所示）：整流部分：将交流电变换成直流电中间直流环节：充电、滤波并保持电压稳定逆变部分：将直流电变换成电压与频率都可变的交流电中间直流环节输入输出变频器基本结构2变频系统的功能示意图变频器控制电机的模式大致可分成三类标量控制v/f（Scalarcontrol）：最早最基本的变频调速技术矢量控制（Vectorcontrol）：目前大多数采用直接转矩控制（DTCcontrol）：ABB专利技术ACS800EvolutionofACdrivesVfFrequencyreferenceModu-latorV/FratioACSpeedcontrolTorquecontrolAC19

6、70’s:FrequencyControl1990’s:DirectTorqueControlVfTorquecontrolModu-latorSpeedcontrolACT1980’s:FluxVectorControlTraditionalPWMControlinshortstepstoavoidovershootingControllooptime1-3msbecauseofmodulatorTachometerfeedbackrequiredControllooptime1-3msbecauseofmodulatorTorquecontrolledbyasingleste

7、pNoriskofovershootwithfast25scontrolloop交流传动的进化和发展标量控制V/F控制：保持磁通恒定，从而使电机输出比较大的转矩在基频（50Hz）以下，变频器能保持恒转矩输出；基频以上，变频器保持恒功率输出。F/HzU/V（0，0）380V50HzIRvoltageACS800EvolutionofACdrivesVfFrequencyreferenceModu-latorV/FratioAC1970’s:FrequencyControlTrad