异步电动机变频调速控制方式PPT课件

2）当转速较高时，最大拖动转矩近似不变。 3）转速较低的情况下，Tm将明显下降。
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第7 章
7.1.3 对额定频率f1n以下变频调速特性的修正
在恒U/f控制方式下，由于E1在U1中的比重随f1下降而减小，从而造成在 低频低速时主磁通和电磁转矩Tm下降较多。Tm大幅减小，严重影响电机在
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第7 章
7.2 转差频率控制
7.2.1 转差频率控制的基本思想
转速开环变频调速系统虽然可以满足平滑调速的要求，但改变 的是同步转速，调速精度比较低，系统静、动态性能都有限，要提 高静、动态性能需要进行转速闭环控制。
转差频率控制是在闭环运算中力图维持磁通恒定来实现电磁转 矩和转差频率近似线性，通过控制转差频率从而实现电磁转矩线性 可控的一种闭环控制方法。
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第7 章
图7-2 电压补偿后，额定频率以下电机机械特性曲线
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第7 章
图7-3 变频器的U/f控制曲线
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第7 章
图7-4 电压补偿后电机全频范围内机械特性曲线
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第7 章
图7-5 典型的数字控制通用变频器-异步电动机调速系统原理图
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1) 限制转差角频率的最大值ωsm ；
2) 保持主磁通m恒定。
控制转差角频率ωs ，就能实现电磁转矩与转差频率成比例的近似线性控制。
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7.2.2 转差频率控制的转速闭环变频调速系统
第7 章
图7-7 转差频率控制规律的转速闭环变压变频调速系统结构原理图
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第7 章
（7-6） （7-7）
定义ωs=sω1为转差角频率，则有
（7-8） （7-9）
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第7 章
（7-10）
（7-11）
基于上述推导，获得转差频率控制的基本思想是：只要在控制过程中，保 证：
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第7 章
7.3 矢量控制
7.3.1 矢量控制简介
众所周知，直流电动机双闭环调速系统具有优良的动、静态调 速特性，其根本原因在于作为控制对象的他励直流电动机的电磁转 矩能够容易地进行控制。那么，作为变频调速的控制对象——交流 电动机是否可以模仿直流电动机转矩控制规律而加以实现呢？
20世纪70年代初德国学者Blaschkle等人首先提出矢量控制变换 实现了这种控制思想。矢量控制成功解决了交流电动机电磁转矩的 有效控制，使异步电动机可以像他励直流电动机那样控制，从而实 现交流电机高性能控制，故矢量控制又称解耦控制或矢量变换控制。 它可以应用于异步电机和同步电机传动系统。
低速时的带负载能力。为避免这种情况，可适当提高调压比ku(U1= kuU1n)， 使调压比ku大于调频比kf ( f1=kf f1n )，即相对提高U1的值使得E1的值增加， 从而保证E1/f1=常数，最终使电动机的最大转矩得到补偿。由于这种方法是
通过提高U1/f1比值使Tm得到补偿的，因此这种方法被称为电压补偿，也称转 矩提升。
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第7 章
为了保持磁通保持不变，在频率下调时，须使E1/f1=常数，但由于E1是
定子反电动势，无法直接进行检测和控制，而U1可以方便地检测和控制，因 此，在额定频率以下调频，即f1<f1n调频时，同时下调加在定子绕组上的电
压，即U/f控制方式，如果使U1/f1=常数，称恒U/f控制。
若在额定频率以上调频时，U1就不能跟着上调了，因为电机定子绕组 上的电压不允许超过额定电压，即必须保持U1=U1n不变，额定频率以上进行 调频属弱磁调速。
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7.1.2 恒U/f控制方式下电机的机械特性
如调节f1使f1=αff1n , 同时相应调节U1，使U1= αf U1n，则
第7 章
第7章 异步电动机变频调速控制方 式
7.1 U/f控制 7.2 转差频率控制
7.3 矢量控制 7.4 直接转矩控制
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第7 章
7.1 U/f控制
7.1.1 恒U/f控制
在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中每
第7 章
（7-3）
设在额定频率f1n时，定、转子漏电抗为xn = x x' + 1n ,2n 则有
（7-4）
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第7 章
图7-1 U1/f1 = 常数控制方式下的机械特性曲线
这族曲线具有如下两个特点：
1）在忽略r1情况下，机械特性曲线族之间近似平行。
极磁通量m为额定值不变。如果磁通太弱，不能充分利用电机的铁心，会
造成浪费；而如果过分增大磁通，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。
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Байду номын сангаас
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定子每相电动势 ： 电机定子电动势平衡方程式：
第7 章
（7-1） （7-2）
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第7 章
7.2 转差频率控制
7.2.1 转差频率控制的基本思想
转速开环变频调速系统虽然可以满足平滑调速的要求，但改变 的是同步转速，调速精度比较低，系统静、动态性能都有限，要提 高静、动态性能需要进行转速闭环控制。
转差频率控制是在闭环运算中力图维持磁通恒定来实现电磁转 矩和转差频率近似线性，通过控制转差频率从而实现电磁转矩线性 可控的一种闭环控制方法。