电力拖动自动控制系统（陈伯时）课件.ppt

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1、笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）——转差功率不变型调速系统电力拖动自动控制系统第6章1本章主要内容变压变频调速的基本控制方式异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性电力电子变压变频器的主要类型变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统2学习要点：1、变频调速的基本控制方式：基频以下，恒压频比控制，实现恒转矩调速；基频以上，恒压升频控制，实现恒功率调速；2．异步电动机电压频率协调控制的稳态机械特性：CVCF时的机械特性，电压频率协调控制下的机械特性：（1）Us/ω1=恒值控制，（2）恒Eg/ω1控制，

2、（3）恒Er/ω1控制。重点、难点:异步电动机改变电压时机械特性的变化规律36.1变压变频调速的基本控制方式在进行电机调速时，希望保持电机中每极磁通量m为额定值不变。--------如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；--------如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。4异步电动机等效电路UsLmI0EgEsEr5定子每相电动势—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)；—定子每相绕组串联匝数；—定子基波绕组系数；—每极气隙磁通量(Wb)。61.基频以下调速要

3、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Eg，使常值---即采用电动势频率比为恒值的控制方式。7恒压频比的控制方式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，则这是恒压频比的控制方式。8注：电压补偿(转矩补偿)在低频时Us和Eg都较小，定子阻抗压降所占的份量比较显著，不能忽略。这时，需要人为地把电压Us抬高一些，以便近似地补偿定子压降。9带电压补偿的恒压频比控制特性0UsUsNf1f1Na—无补偿b—带定子压降补偿102.基频以上调速在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高，

4、但定子电压Us却不可能超过额定电压UsN，最多只能保持Us=UsN，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。11变压变频控制特性f1N图6-2异步电机变压变频调速的控制特性恒转矩调速UsUsNΦmNΦm恒功率调速ΦmUsf1O126.2异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性恒压恒频正弦波供电时的机械特性基频以下电压频率协调控制的机械特性基频以上恒压变频控制的机械特性131.恒压恒频正弦波供电时的机械特性最大转矩14机械特性nn0smsTemaxTe010TeTemax152.基频以下电压频率协调控制时的特性由机械特性方程式（

5、6-4）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，因此可以有不同方式的电压－频率协调控制。16（1）恒压频比控制（Us/1）在恒压频比的条件下改变频率1时，机械特性基本上是平行下移，它们和直流他励电动机变压调速时的情况基本相似。最大转矩Temax随着1的降低而减小，频率很低时，Temax太小将限制电机的带载能力，采用定子压降补偿，可以增强带载能力。17恒压频比机械特性0n补偿定子压降后的特性18（2）恒Eg/1控制如果在电压－频率协调控制中，恰当地提高电压Us，使它在克服定子阻抗压降以后，

6、能维持Eg/1为恒值，则无论频率高低，每极磁通m均为常值。19异步电动机等效电路UsLmI0EgEsEr20恒Eg/1机械特性最大转矩当Eg/1为恒值时，Temax恒定不变。21机械特性曲线0nTemax恒Eg/1控制的稳态性能优于恒Us/1控制，它正是恒Us/1控制中补偿定子压降所追求的目标22（3）恒Er/1控制这时的机械特性是一条直线，和直流他励电动机机械特性相同。0s1abc恒Er/1控制恒Eg/1控制恒Us/1控制0Te23转子全磁通的感应电动势Er对应于转子全磁通幅值rm：按照转子全磁通为恒值进行控制，就可以获得E

7、r/1恒定，这正是矢量控制系统所遵循的原则。24小结恒压频比（Us/1=恒值）控制最容易实现，变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能满足一般的调速要求，但低速带载能力有限，须对定子压降实行补偿。恒Eg/1控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿，可以在稳态时达到Φm恒定，从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。恒Er/1控制可以得到和直流他励电动机一样的线性机械特性，按照Φrm恒定进行控制即得Er/1=恒值，在动态中也尽可能保持恒定是矢量控制系统所追求的目标，当然实现起来是比较复杂的。253.基频以上恒压变频

8、时的机械特性最大转矩26基频以上恒压变频机械特性0恒功率调速<<<当电源频率提高时，同步转速随之提高，最大转