目录 中东理子大军 第6章基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.2异步电动机的调压调速 6.3异步电动机的变压变频调速 6.4电力电子变压变频器 6.5转速开环变压变频调速系统 6.6转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 目录 第6章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.2 异步电动机的调压调速 6.3 异步电动机的变压变频调速 6.4 电力电子变压变频器 6.5 转速开环变压变频调速系统 6.6 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
主要内容 山求程子大军 6.3异步电动机的变压变频调速 6.3.1变压变频调速的基本原理 6.3.2变压变频调速时的机械特性 6.3.3基频以下的电压补偿控制 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 主要内容 6.3 异步电动机的变压变频调速 6.3.1 变压变频调速的基本原理 6.3.2 变压变频调速时的机械特性 6.3.3 基频以下的电压补偿控制
6.3.1变压变频调速的基本原理 山东理子大 变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法， ·当极对数一定时： 60f 1n1= 稳态速降随负 ne 载大小变化 ·实际转速： n=(1-s)n=n-sn=n-An ·三相异步电动机定子每相电动势的有效值 Eg=4.44fN,k,Φm ▣单降低频率， 口忽略定子绕组电阻和漏磁感抗压降 磁通增加！！ U,≈E=4.44fN,kw,Φm 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 不能单独降频！ • 变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法， • 当极对数一定时： 6.3.1 变压变频调速的基本原理 p n f n 1 1 60 = • 实际转速： n = − s n = n − sn = n − ∆n 1 1 1 1 (1 ) 稳态速降随负 载大小变化 • 三相异步电动机定子每相电动势的有效值 忽略定子绕组电阻和漏磁感抗压降 1 4.44 Φ S E fNk g sm = N 1 4.44 Φ S U E fNk sg s m ≈ = N 单降低频率， 磁通增加！！！
变压变频调速 山求程子大军 女★★★★★重点讲解女★★★★★ ·变压变频的基本原则和基本原理 变压变频调速得到一族机械特性曲线，机械特性如何变化？ ·临界转矩如何变化？ ·变压变频调速时转差功率怎么变？ 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 ★ ★ ★ ★ ★ ★重点讲解★ ★ ★ ★ ★ ★ • 变压变频的基本原则和基本原理 • 变压变频调速得到一族机械特性曲线，机械特性如何变化? • 临界转矩如何变化? • 变压变频调速时转差功率怎么变? 变 压 变 频 调 速
6.3.1变压变频调速的基本原理 中东理子大军 变频调速时的气隙磁通控制 三相异步电动机定子每相电动势的有效值： E。=4.44fNkw,Φm 口只要控制好E。和f1,，便可达到控制气隙磁通的目的。 口对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 三相异步电动机定子每相电动势的有效值： 1 4.44 Φ E g N ks NS m = f 只要控制好 Eg 和 f 1 ，便可达到控制气隙磁通的目的。 对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。 变频调速时的气隙磁通控制 6.3.1 变压变频调速的基本原理
1.基频以下调速 少东程2大军 当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通太弱，没有 充分利用电机的铁心，是一种浪费： ● 如果磁通过大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时 还会因绕组过热而损坏电机。 最好是保持每极磁通量为额定值不变。 ● 因此，当频率从额定值f、向下调节时，必须同时降低E。，使： Eg=444Nkw①N=常值 即采用电动势频率比为恒值的控制方式。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 1. 基频以下调速 当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通太弱，没有 充分利用电机的铁心，是一种浪费； 如果磁通过大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时 还会因绕组过热而损坏电机。 最好是保持每极磁通量为额定值不变。 因此，当频率 f1 从额定值 f1N 向下调节时，必须同时降低 Eg ，使： = s N mN = 常值 g S N k f E 4.44 Φ 1 即采用电动势频率比为恒值的控制方式
1.基频以下调速 山东理子大军 口异步电动机绕组中的电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可 忽略定子电阻和漏磁感抗压降，认为U、≈E。,则得： R U:=常值 01 这就是恒压频比的控制方式。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 异步电动机绕组中的电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可 忽略定子电阻和漏磁感抗压降，认为 ，则得： = 常值 1f Us 这就是恒压频比的控制方式。 Us ≈ Eg 1. 基频以下调速
1.基频以下调速 少求理子大军 口低频补偿（低频转矩提升） √低频时（低速，尤其极低速），反电动势越 m 来越小，定子电阻和漏感压降所占的份量比 较显著，不能再忽略。仍1旧按照Us/f=const,. Us 导致低频磁通大幅下降，带载能力减弱！！〈 √人为地把定子电压抬高一些，以补偿定子阻 b一带定子压降补偿 抗压降。 日一无补偿 √负载大小不同，需要补偿的定子电压也不一 样。 IN f. 图6-9恒压频比控制特性 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 1. 基频以下调速 低频补偿（低频转矩提升） O Us f 1 图6-9 恒压频比控制特性 UsN f 1N a —无补偿 b —带定子压降补偿 低频时（低速，尤其极低速），反电动势越 来越小，定子电阻和漏感压降所占的份量比 较显著，不能再忽略。仍旧按照Us/f=const， 导致低频磁通大幅下降，带载能力减弱！！ 人为地把定子电压抬高一些，以补偿定子阻 抗压降。 负载大小不同，需要补偿的定子电压也不一 样
2.基频以上调速 中东理子大军 E。=4.44fNkx.①m ●在基频以上调速时，频率从向上升高，受到电机绝缘耐压和磁路饱和 的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变。 ●这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 在基频以上调速时，频率从向上升高，受到电机绝缘耐压和磁路饱和 的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变。 这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。 1 4.44 Φ E g N ks NS m = f 2. 基频以上调速
小结：变压变频控制特性 少求理子大军 口基频以下：由于保持气隙磁通不变，故 允许输出转矩基本不变，所以基频以下 U 恒转矩调速 恒功率调速 的变频调速属于恒转矩调速。属于 “恒转矩调速”。 Ug 口基频以上：由于频率提高而定子电压不 变，气隙磁通势必减弱，允许输出转矩 m 减小，但转速却升高了，可以认为允许 输出功率基本不变。所以基频以上的变 频调速属于弱磁恒功率调速。属于 ”恒功率调速”。 图6-10异步电机变压变频调速的控制特性 电气与电子工程学院自动化系
电气与电子工程学院自动化系 小结：变压变频控制特性 f1N 图6-10 异步电机变压变频调速的控制特性 恒转矩调速 Us UsN ΦmN Φm 恒功率调速 Us Φm f O 1 基频以下：由于保持气隙磁通不变，故 允许输出转矩基本不变，所以基频以下 的变频调速属于恒转矩调速。 属于 “恒转矩调速” 。 基频以上：由于频率提高而定子电压不 变，气隙磁通势必减弱，允许输出转矩 减小，但转速却升高了，可以认为允许 输出功率基本不变。所以基频以上的变 频调速属于弱磁恒功率调速。 属于 “恒功率调速”