湘潭大学：《电力拖动自动控制系统》第六章 异步电动机变压变频调速系统

第六章异步电动机变压变频调速系统 转差功率不变型的调速系统 VvV调速系统 主讲:易灵芝 湘潭大学信息工程学院

第六章 异步电动机变压变频调速系统 ---转差功率不变型的调速系统 VVVF调速系统 主讲：易灵芝 湘潭大学信息工程学院

概述 异步电机的变压变频调速系统一般 简称为变频调速系统。由于在调速时 转差功率不随转速而变化,调速范围 ■宽,无论是高速还是低速时效率都较 高,在采取一定的技术措施后能实现 高动态性能,可与直流调速系统媲美。 因此现在应用面很广,是本篇的重点

• 概 述 异步电机的变压变频调速系统一般 简称为变频调速系统。由于在调速时 转差功率不随转速而变化，调速范围 宽，无论是高速还是低速时效率都较 高，在采取一定的技术措施后能实现 高动态性能，可与直流调速系统媲美。 因此现在应用面很广，是本篇的重点

异步电动机变压变频调速系统 §61变频调速的基本控制方式 §6.2异步电动机电压频率协调控制的稳态机械特性 §63电力电子变压变频器的主要类型 §6.4变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术 §65基于异步电动机的稳态数学模型变压变频调速系统 §66异步电动机的动态数学模型和坐标变换 §6.6基于动态模型按转子磁链控制的直接转矩控制系统 §67基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统

异步电动机变压变频调速系统 §6.6 基于动态模型按转子磁链控制的直接转矩控制系统 §6.1 变频调速的基本控制方式 §6.2 异步电动机电压.频率协调控制的稳态机械特性 §6.3 电力电子变压变频器的主要类型 §6.4 变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术 §6.5 基于异步电动机的稳态数学模型变压变频调速系统 §6.7 基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 §6.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换

要求及重点 要求: ◆掌握转速开环、恒压频比控制的变频调速系统和转速 闭环、转差控制的变频调速系统的工作原理及组成结构。 ◆掌握正旋波脉宽调制逆变器工作原理及组成结构。 ◆了解几种常见的静止式变频装置组成结构及各自优缺点。 ◆了解异步电动机的多变量数学模型坐标变换变换方法 及其意义。 重点: ◆变频调速系统的工作原理及变频电路

要 求 及 重 点 重点： ◆变频调速系统的工作原理及变频电路。 要 求： ◆掌握转速开环、恒压频比控制的变频调速系统和转速 闭环、转差控制的变频调速系统的工作原理及组成结构。 ◆掌握正旋波脉宽调制逆变器工作原理及组成结构。 ◆了解几种常见的静止式变频装置组成结构及各自优缺点。 ◆了解异步电动机的多变量数学模型坐标变换变换方法 及其意义

回顾 异步电机调速 方式有哪些? 变频调速 变转差率调速 n 60f1(1-s) 变极调速

回 顾 p 60f1 (1-s) n= 变频调速 变极调速 变转差率调速 异步电机调速 方式有哪些？

回顾 异步电机调速 方式有哪些? 异步电机调速方式: 变频调速f1 变极调速p 变转差率调速S n 60f1(1-s)

回 顾 p 60f1 (1-s) n= 异步电机调速 方式有哪些？ 异步电机调速方式： 变频调速f1 变极调速p 变转差率调速s

§6.1变频调速的基本控制方式 气隙磁通在定 子每相中感应 电动势有效值 定子频率基波绕组系数 Eg=4.44f,NKNio 定子每相绕 每极气隙 组串联匝数 磁通量 恒磁通调速Φn=K 1

§6.1 变频调速的基本控制方式 Eg=4.44f1N1kN1Φm 气隙磁通在定 子每相中感应 电动势有效值 定子频率 定子每相绕 组串联匝数 基波绕组系数 每极气隙 磁通量 Φm =K f1 Eg 恒磁通调速

◎基频以下为什么采用恒磁通调速? 磁通太弱,没有充分利用铁心; 磁通太强,会导致铁心饱和,产生过大的励磁电流, 严重时会损坏电机。 ◎直流电机和交流异步电动机,分别采用什么 方法使电机每极的磁通恒定? 磁通④n由定子和 D要保持直流电机的磁通恒 转子磁势合成产生, 定,因为其励磁系统是独 要保持交流异 立的,只要对电枢反应的 步电机的磁通 补偿合适,容易做到保持 恒定,必须采 磁通恒定。 用恒压频比控 制

◎ 基频以下为什么采用恒磁通调速？ 磁通太弱，没有充分利用铁心； 磁通太强，会导致铁心饱和，产生过大的励磁电流， 严重时会损坏电机。 要保持直流电机的磁通恒 定，因为其励磁系统是独 立的，只要对电枢反应的 补偿合适，容易做到保持 磁通恒定。 磁通 m 由定子和 转子磁势合成产生， 要保持交流异 步电机的磁通 恒定，必须采 用恒压频比控 制。 ◎ 直流电机和交流异步电动机，分别采用什么 方法使电机每极的磁通恒定？

▲三种恒压频比控制方式 Ealf=K U 加定子电压补偿的U1/f1=K U1/f1=K E2/f1=K E2/f1=K U1/f1=K Eg/f1=K 恒压频比的控制方式 0 f 恒值电动势频率比的控制方式

▲ 三种恒压频比控制方式 Eg / f1=K Eg /f1=K E2/f1=K U1/f1=K 加定子电压补偿的U1/f1=K U1/f1=K E2/f1=K 0 U f 恒值电动势频率比的控制方式 恒压频比的控制方式

◎交流异步电动机的恒压频比控制有哪几种方式? Eg/f1=k 气隙磁链在每相定子中的 感应电动势/输入频率 U1f,=K 定子相电压/输入频率 E2/f1=k 转子磁链在每相定子中的 感应电动势/输入频率

Eg/f1=K 气隙磁链在每相定子中的 感应电动势/输入频率 U1/f1=K 定子相电压/输入频率 E2/f1=K 转子磁链在每相定子中的 感应电动势/输入频率 ◎ 交流异步电动机的恒压频比控制有哪几种方式？