湘潭大学：《电力拖动自动控制系统》第六章 笼型异步电机变压变频调速系统

电力拖动自动控制系统 第6章 笼型异步电机变压变频调速系统 (WVvF系统)—转差功率不变型调速系统

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

本章提要 变压变频调速的基本控制方式 异步电动机电压一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 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 基于动杰模型按转子磁链定向的矢量控制系统 基于动杰模型按定子磁链控制的直接转矩控制系 统

本章提要 ◼ 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 ◼ 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 ◼ 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 ◼ 基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系 统

65基于异步电动机稳态模型的变压 变频调速 本节提要 ■转速开环恒压频比控制调速系统通 用变频器-异步电动机调速系统 ■转速闭环转差频率控制的变压变频调速 系统

6.5 基于异步电动机稳态模型的变压 变频调速 本节提要 ◼ 转速开环恒压频比控制调速系统——通 用变频器-异步电动机调速系统 ◼ 转速闭环转差频率控制的变压变频调速 系统

白引言 直流电机的主磁通和电枢电流分布的空 间位置是确定的,而且可以独立进行控制, 交流异步电机的磁通则由定子与转子电流 合成产生,它的空间位置相对于定子和转 子都是运动的,除此以外,在笼型转子异 步电机中,转子电流还是不可测和不可控 的。因此,异步电机的动态数学模型要比 直流电机模型复杂得多,在相当长的时间 里,人们对它的精确表述不得要领

 引 言 直流电机的主磁通和电枢电流分布的空 间位置是确定的，而且可以独立进行控制， 交流异步电机的磁通则由定子与转子电流 合成产生，它的空间位置相对于定子和转 子都是运动的，除此以外，在笼型转子异 步电机中，转子电流还是不可测和不可控 的。因此，异步电机的动态数学模型要比 直流电机模型复杂得多，在相当长的时间 里，人们对它的精确表述不得要领

好在不少机械负载,例如风机和水泵, 并不需要很高的动态性能,只要在一定范 围内能实现高效率的调速就行,因此可以 只用电机的稳态模型来设计其控制系统 异步电机的稳态数学模型如本章第6.2节 所述,为了实现电压-频率协调控制,可以 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

好在不少机械负载，例如风机和水泵， 并不需要很高的动态性能，只要在一定范 围内能实现高效率的调速就行，因此可以 只用电机的稳态模型来设计其控制系统。 异步电机的稳态数学模型如本章第6.2节 所述，为了实现电压-频率协调控制，可以 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

如果要求更高一些的调速范围和起制动 性能,可以采用转速闭环转差频率控制的 方案 本节中将分别介绍这两类基于稳态数学模 型的变压变频调速系统

如果要求更高一些的调速范围和起制动 性能，可以采用转速闭环转差频率控制的 方案。 本节中将分别介绍这两类基于稳态数学模 型的变压变频调速系统

6.5.1转速开环恒压频比控制调速系统 通用变频器-异步电动机调速系统 ■概述 现代通用变频器大都是采用二极管整流 和由快速全控开关器件IGBT或功率模块 IPM组成的PWM逆变器,构成交-直交电 压源型变压变频器,已经占领了全世界 0.5~500KVA中、小容量变频调速装置的绝 大部分市场

6.5.1 转速开环恒压频比控制调速系统—— 通用变频器-异步电动机调速系统 ◼ 概述 现代通用变频器大都是采用二极管整流 和由快速全控开关器件IGBT 或功率模块 IPM 组成的PWM逆变器，构成交-直-交电 压源型变压变频器，已经占领了全世界 0.5~500KVA 中、小容量变频调速装置的绝 大部分市场

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。 ■系统介绍 图6-37绘出了一种典型的数字控制通用 变频器异步电动机调速系统原理图

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。 ◼ 系统介绍 图6-37绘出了一种典型的数字控制通用 变频器-异步电动机调速系统原理图

1.系统组成 UR R R VT 显示 电压泵升电流温度电流 检测限制检测检测检测 设定 单片机 PWM 驱动 接口 发生器 电路

1. 系统组成 M 3~ 电压 检测 泵升 限制 电流 检测 温度 检测 电流 检测 单 片 机 显示 设定 接口 PWM 发生器 驱动 电路 ~ UR R UI 0 R1 R2 Rb VTb K R0 R1 Rb R2

2.电路分析 主电路——由二极管整流器UR、PWM逆 变器UI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

2. 电路分析 ⚫ 主电路——由二极管整流器UR、PWM逆 变器UI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