山东理工大学：《运动控制系统》课程教学资源（讲稿）第6章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.5、6.6 转速开环变压变频调速系统

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

6.5转速开环变压变频调速系统 山求程子大军 口对于风机、水泵等调速性能要求不高的负载，可以根据电动机的 稳态模型，采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案， 这就是常用的通用变频器控制系统。 口所谓“通用”，包含着两方面的含义： (1)可以和通用的笼型异步电机配套使用； (2)具有多种可供选择的功能，适用于各种不同性质的负载。 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 6.5 转速开环变压变频调速系统  对于风机、水泵等调速性能要求不高的负载，可以根据电动机的 稳态模型，采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案， 这就是常用的通用变频器控制系统。  所谓“通用” ，包含着两方面的含义： （1）可以和通用的笼型异步电机配套使用； （2）具有多种可供选择的功能，适用于各种不同性质的负载

6.5转速开环变压变频调速系统 中东理子大军 系统结构 本本本 B 主电路☒ 本本本 VT4 VT6 VT2 PWM控制的 给定转速 由频率确定定子电压 变频器 工作频升降速 率设定时间设定 电压补偿设定 PWM产生 0=f(oi,1) U,f(@1) PWM 斜坡函数 U/f曲线 脉冲发生器 01 控制 驱动 UUUL 軍路 软启动 通用变频器 图6-40转速开环变压变频调速系统 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 系统结构 软启动 图6-40 转速开环变压变频调速系统 给定转速 由频率确定定子电压 主电路！ PWM控制的 变频器 通用变频器 6.5 转速开环变压变频调速系统

6.5转速开环变压变频调速系统 山求理子大军 变频器起动过流问题！」 口电机启动之初，转差s=1。 Us\ U b一带定子压降补偿 日一无补偿 图4.4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  变频器起动过流问题！！  电机启动之初，转差s=1。 Lm Rs Lls ' Llr Us  s I  0 I  s Rr ' ω1 ' r I  6.5 转速开环变压变频调速系统

6.5.1转速开环变压变频调速系统结构 山东理子大写 ▣ 软启动环节」 口频率设定：由于系统本身没有自动限制起制动电流的作用，因此，频率设 定信号必须通过给定积分算法产生平缓升速或降速信号，升速和降速的积 分时间可以根据负载需要由操作人员分别选择。 -f) f@1) 01 01=01 制 o@=@,u)+ah 01o 斜坡函数 U/f曲线 脉冲发生器 驱动 电路 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 6.5.1 转速开环变压变频调速系统结构  软启动环节！  频率设定：由于系统本身没有自动限制起制动电流的作用，因此，频率设 定信号必须通过给定积分算法产生平缓升速或降速信号，升速和降速的积 分时间可以根据负载需要由操作人员分别选择。          − > + < = = ∫ ∫ * 1 1 1 1 0 * 1 1 1 1 0 * 1 1 * 1 1 0 0 ( ) ( ) ( ) ω ω τ ω ω ω ω τ ω ω ω ω ω ω t t down N t t up N t dt t t dt

6.5.1转速开环变压变频调速系统结构 山求程子大军 口电压频率特性 U,=f(o)= UN 01≥01N 1f'(o) 01<01 口当实际频率大于或等于额定频率时，只 1 能保持额定电压不变。 创=f八i,) ) PWM 围 口而当实际频率小于额定频率时，一般是 工作频升降速 率设定时间设定 电压补偿设定 PWM产生 带低频补偿的恒压频比控制。 斜坡函数 U/f曲线 脉冲发生器 驱动 L 电路 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  电压/频率特性    < ≥ = = N N N s f U U f 1 1 1 ' 1 1 1 ( ) ( ) ω ω ω ω ω ω  当实际频率大于或等于额定频率时，只 能保持额定电压不变。  而当实际频率小于额定频率时，一般是 带低频补偿的恒压频比控制。 6.5.1 转速开环变压变频调速系统结构

6.5.2系统实现 山东星工大 系统硬件包括： 口主电路 口驱动电路 电压检测 电流检测 温度检测 单片微机 泵升限制 微机控制电路 故降保护 故障 显 口信号采集与故障综合电路 中央 9+U 处理器 D 通 其他外设 口 PWM生 驱动电路 图6-41数字控制通用变频器异步电动机调速系统硬件原理图 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 6.5.2 系统实现 图6-41 数字控制通用变频器-异步电动机调速系统硬件原理图 系统硬件包括：  主电路  驱动电路  微机控制电路  信号采集与故障综合电路

6.5.2系统实现-主电路 山求理子大军 主电路 一由二极管整流器、 R R 本 PWM逆变器和中间直流电 C2- 路三部分组成，一般都是电 电压检测 电流检测 温度检测 压源型的，采用大电容C滤 单片微机 泵升限制 整馨 波，同时兼有无功功率交换 护 矍 的作用。 中央 A +U 处理器 上位 D 其他外设 通信接口 P WM生 驱动电路 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 6.5.2 系统实现-主电路  主电路——由二极管整流器、 PWM逆变器和中间直流电 路三部分组成，一般都是电 压源型的，采用大电容C滤 波，同时兼有无功功率交换 的作用

6.5.2系统实现-主电路 中东程子大军 限流电阻：为了避免大电容C在通 电瞬间产生过大的充电电流，在整流 器和滤波电容间的直流回路上串入限 流电阻（或电抗），通上电源时，先 电压检测 电流检测 单片微机 温度检测 限制充电电流，再延时用开关K,将其 泵升限制 / 故障保护 短路，以免长期接入时影响变频器的 矍 中央 正常工作，并产生附加损耗。 处理器 上位机 <-9 通信接口 P 其他外设 WM生 驱动电路 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 6.5.2 系统实现-主电路  限流电阻：为了避免大电容C在通 电瞬间产生过大的充电电流，在整流 器和滤波电容间的直流回路上串入限 流电阻（或电抗），通上电源时，先 限制充电电流，再延时用开关K2将其 短路，以免长期接入时影响变频器的 正常工作，并产生附加损耗

6.5.2系统实现-主电路 山求程子大军 R 本 C2- 口VT和R为泵升限制电路。 口为了便于散热，制动电阻器常作为 电压检测 电流检测 温度检测 单片微机 附件单独装在变频器机箱外边。 泵升限制 整馨 鐾 中央 A 处理器 上位 D P 其他外设 通信接口 M 驱动电路 成 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 6.5.2 系统实现-主电路  VTb和Rb为泵升限制电路。  为了便于散热，制动电阻器常作为 附件单独装在变频器机箱外边