变频调速三相异步电动机恒转矩及恒功率特性的控制(精)
三相异步电动机的变极调速控制
SB3常闭触头 先断开，切断 KM1线圈电路
SB2常开触头 后闭合
KM1自锁触头复位断开
KM1主触 头断开
电动机因惯 性继续旋转
KM1互锁触头复位闭合
KM2、KM3 线圈都得电
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
2）高速运转
需要高速运转时，也需要先按下低速启动按钮SB2，把定子 绕组接成△，让电动机低速启动。 启动结束，再按下高速启动按钮SB3，把定子绕组换接成YY， 实现电动机高速运行。
KT常开延时闭合
KM1失电 拆除△接线，切除电动机正序电源
定子绕组尾端接反序电源
KM2得电 KM3得电
电动机YY连接， 定子绕组首端 高速运转 短接于一点
变极调速安装接线注意事项： 1）正确识别电动机定子绕组的9个接线端子。 2）交换任意两相电源的相序。
2）按钮控制的双速电动机变极调速
注意控制电路的线号
三、变极调速原理
把定子每相绕组都看成两个完全对称的“半相绕组”。
以U相为例，设相电流从绕组的头部U1流进，尾部U2流出。 当U相两个“半相绕组”头尾相串联时（顺串），根据右手 螺旋法则，可判断出定子绕组产生4极磁场。 若U相两个“半相绕组” 尾尾相串联（反串）或者头尾相并 联（反并），定子绕组产生2极磁场。
●按钮控制的双速电动机变极调速工作过程
1）低速运转
需要低速运转时，按下低速启动按钮SB2，把定子绕组接成 △，让电动机低速启动，并连续运转。
合上QS，M3线圈电路
SB2常开触头后 闭合，KM1线圈
通电
KM1电气互锁触头断开， 对KM2、KM3互锁
KM1主触 头闭合
相关知识——三相异步电动机的电气调速
• 什么叫恒转矩调速？
三相异步电动机的调速控制ppt课件
三角形与双星形联结法（恒功率调速场合使用）
➢ 三角形联结时，p＝2 (低速）各相绕组互为240 电角度 ➢ 双星形联结时，p＝1 (高速) 各相绕组互为120 O 电角度 为保持变速前后转向不变，变极对数时必须改变电源的相序
O
主电路析
KM3接通 KM2、KM1断开
三角形
双星形
主电路分析
相序 U V W
电磁离合器
电枢 磁极 线圈
电磁调速异步电动机的控制
晶闸管可控 整流电源
测速发电机
一.三相笼型电动机的变极调速
n﹦60pf1 (1﹣S)
多速电动机
双速(一套绕组) √ 三速(两套绕组) 四速(两套绕组)
星形与双星形联结法（恒转矩调速场合使用）
➢ 星形联结时， p＝2 (低速）各相绕组互为240 O电角度 ➢ 双星形联结时，p＝1 (高速)各相绕组互为120 O电角度 为保持变速前后转向不变，变极对数时必须改变电源的相序
相序 W
U
V 三角形
KM3断开
双星形 KM2、KM1接通
控制电路分析
SC→低速 KM3接通(三角形) SC→高速 KM3接通(三角形)－ KM3断 KM2、KM1接通(双星形)
KT延时
二.绕线式电动机转子串电阻的调速
转子串电阻 → n → s
用凸轮控制器进行调速(吊车﹑起重机) (转子电路中串接三相不对称电阻)
SQ1、SQ2：限位开关
凸轮控制器 ➢ 黑点表示该位置触头接通 ➢ 无黑点表示该位置触头不接通
KT10～12： 决定KM通断 KT6～9： 控制电机转向 KT1～5： 短接电阻
三.电磁调速异步电动机的控制
电磁调速的组成: 异步电动机 电磁离合器 控制装置
YVF2系列变频调速三相异步电动机
YVF2系列变频调速三相异步电动机
产品性能与特点:
YVF2系列变频调速三相异步电动机是适用于由变频器供电的变频调速系统中运行的专用异步电动机，是全国统一设计新的专用系列产品，可与国内、外各种SPWM变频调速装置配套，装有独立的冷却风机，能保证电机在不同转速下有良好的冷却效果。
该系列电机可广泛用于机车、冶金、纺织、印染、运输、化工、矿山等行业及风机、泵类的节能调速场合。
该电机具有节能，无级调速范围宽，噪声低，振动小之优点以及低速恒转矩输出、高速恒功率输出之机械特性，该系列电机安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准，通用性和互换性较好，外壳防护等级为IP54；冷却方式为IC416；工作制为S1；采用F级绝缘；≤55kW为Y接法，>55kW为△接法。
YVF2系列技术数据：。
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
设：变极前后电源线电压UN及每个半相绕组的电流IN不变
Y/yy 变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功率增大一倍 ，输出转矩不变，属于恒转矩调速性质。适用于拖动起重机、 电梯、运输带等恒转矩负载的调速。
三相异步电动机的调速
2．Δ / yy变极调速
变极前顺串2p=4 Δ 型接线
Tyy 2 n 2 n 0.577 T 9550P / n 3 n yy 3 2n 9550P YY /n yy
用相电压相电流计算功率
Δ / yy变极调速后，极数减半，转速增加一倍，转矩近似减 小一半，功率近似保持不变。属于恒功率调速性质，适用于 车床切削加工。
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
一、变极调速
（一）变极原理
a) 顺串 p=2
b) 反串
p=1
c)反并 p=1
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
三相异步电动机的调速
变极原理： 只要将两个“半相绕组”中的任一个“半相绕
组”中的电流反向，就可以将极对数增加一倍（顺串)或减少一
倍（反串或反并）。若极对数减少一半，同步转速就提高一倍 ，电动机转速也几乎升高一倍。
为保证变极调速前后，电动机旋转方向不变，在改变绕
组接线的同时，必须将V、W两相出线端对调，使电动机接入
电源的相序改变。
原因：由于电机定子的圆周上，电角度是机械角度的p倍， 当即对数改变时，必然引起三相绕组的空间相序发生变化，为 保证变极调速前后，电机的旋转方向不变，在改变定子绕组接 线方式的同时，必须将V、W两相出线端对调。
U1≈E1=4.44f1N1K1Φ m
当f1下降，U1不变时，Φm增加，磁路进入饱和段，使I 0急 剧增大，电动机温升过高，使过载能力变小。因此调频时要求f 和U成正比例调节。 当f1上调，U1不能上升（U1不能大于额定电压），Φm下降， 导致电磁转矩和最大转矩下降，影响电动机的过载能力。
三相异步电动机使用说明书
5.1.1.2、检查和清擦电动机接线端子：检查接线盒接线螺栓（母）是否松动，拧紧螺母， 必要时更换。 5.1.1.3、检查各固定部分螺栓（母）和接地线：检查接地螺栓（母），检查端盖、轴承 内外盖紧固螺栓，检查接地线连接及安装情况。 5.1.1.4、检查轴承：拆下轴承盖，检查轴承润滑脂是否变脏、干涸，缺少时须适量补充， 检查轴承是否有杂音，必要时更换。 5.1.1.5 检查传动装置：检查电机风扇有无破裂损坏，安装是否牢固，紧固螺栓（母）是 否松动、损伤、磨损和变形，必要时更换。 5.1.2 年维修或大修内容 5.1.2.1 年维修或大修内容包括月维修或小修内容： 5.1.2.2 电动机外部检查：检查外部有无损坏，零部件是否齐全，彻底清擦，去掉尘垢， 补修损坏部分。 5.1.2.3 电动机内部清理和检查 (a)检查定子绕组污染和损伤情况，先去掉定子的灰尘，擦去污垢，若定子绕组积留油 垢，先用干布擦去，再用干布沾小量汽油擦净，同时仔细检查绕组绝缘是否出现老化痕 迹或有无脱落，若有，应补修、刷漆； (b)检查定、转子铁心有无磨损变形，如有变形，则应予修整。 5.1.2.4、绕组检查 (a)检查定子绕组和转子绕组是否有相间短路，匝间短路、断路等现象，脱焊，烧坏等 现象，应针对发现的问题予以修理； (b)用兆欧表测量所有带电部位绝缘电阻，阻值应大于 1MΩ。 5.1.2.5、清洗轴承并检查轴承磨损情况： (a)用盛有汽油的容器来回搅动轴承多次，随后用手握住轴承内圆，转动外圆，在转动过 程中，放在另一盛有汽油容器中清洗，轴承安装时，允许采用热套法，加热时，机油温 度不得超过 100℃，而且轴承应得到均匀加热； (b)检查轴承，检查轴承表面粗糙和滚珠或轴圈等处，若出现兰紫色，说明轴承已受热退 火，严重者应更换轴承； (c)有条件对轴承内径、外径、宽度的尺寸进行测量。 5.1.2.6 维修后试车：若电动机绕组完好，大修后要做一般性试运转，测量绝缘电阻， 检查各部分是否灵活，电动机空载运转半小时，然后带负载运转。 5.2 电动机运行时，轴承温度应不高于 95℃（温度计法），轴承运行 2500h 至少检查 一次，若出现润滑脂变质时，必须及时更换。清理轴承内、外盖注排油装置内的废油， 达到干净、畅通，轴承需用汽油清洗干净。轴承装配时，直接添加润滑脂，2P 规格电机
三相异步电动机(7.5KW电机)变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与 应用(616G5)
三相异步电动机(7.5KW电机）变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与应用（616G5）学校：华北电力大学院系：专业：电气工程及其自动化指导教师:姓名：学号:引言由于电力电子技术的不断发展和进步，伴随着新的控制理论的提出与完善，使交流调速传动，尤其是性能优异的变频调速传动得到飞速的发展。
近年来，变频器的售价不断下降，而其使用功能却不断提升和扩大变频器的大量推广使用，在节能、省力化、自动化及提高生产率、提高质量、减少维修和提高舒适性等多方面都取得了令世人瞩目的应用效果。
1目录一、交流调速系统概述 (3)二、变频调速系统 (4)三、变频器的原理 (6)四、电机选择及参数 (9)五、旋转编码器选择及参数 (11)六、安川变频器(616g5)结构形式 (12)七、安川变频器(616g5)参数设定 (13)八、结束语 (20)参考文献： (21)一、交流调速系统概述调速系统的发展三相交流电机自十九世纪发明以来走过了100多年历史,电力拖动控制技术也随之日渐成熟,已从最初直接起动发展成目前的变频调速。
电机在恒压下直接起动时电流约为其额定值的4-7倍,电机转速要在很短时间内从零升至额定值将产生很大冲击,且在起动瞬间大电流作用下,会引起电网压降,甚至严重影响电网内其它设备正常运行。
为此,改善电机起动状态,使之处于低或无冲击及平滑柔和环境,各种限流起动的方法便应运而生。
变频调速技术是随交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MCT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件更新促使电力变换技术的不断发展。
从20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视,到20世纪80年代作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。
三相异步电机交流变频调速系统设计实验
三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书仇国庆编写重庆邮电大学自动化学院测控技术实验中心2010/11/2三相异步电机交流变频调速系统设计实验指导书一、实验目的：1. 了解三相异步电机调速的方法；2. 熟悉交流变频器的使用；3. 掌握三相异步电机交流变频调速系统设计。
4. 交流异步电动机机械特性及变频调速特性测试二、控制系统设计要求系统设计要求能够实现三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
图1 控制系统硬件结构图三、基本知识：1.异步电动机调速系统种类很多，常见的有：(1)降电压调速；(2)电磁转差离合器调速(3)绕线转子异步电机转子串电阻调速(4)绕线转子异步电机串级调速(5)变极对数调速(6)变频调速等等。
2.三相交流异步电动机2.1 异步电动机旋转原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
n转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子电流⑴磁场以⑵通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力⑶ 电磁力使转子绕组以转速n 旋转，方向与磁场旋转方向相同2.2 旋转磁场的产生旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。
这三个交变磁场应满足：⑴ 空间位置上互差rad 3/2π电度角。
由定子三相绕组的布置来保证⑵ 在时间上互差rad 3/2π相位角（或1/3周期）。
由通入的三相交变电流来保证。
2.3 电动机转速产生转子电流的必要条件：是转子绕组切割定子磁场的磁力线。
因此，转子的转速n 必须低于定子磁场的转速0n 。
两者之差称为转差：n n n -=∆0转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：0/n n s ∆=同步转速0n 由下式决定：p f n /600=上式中，f 为输入电流的频率，p 为旋转磁场的极对数。
由此可得转子的转速：p s f n /)1(60-=3.异步电动机调速由转速p s f n /)1(60-=可知异步电动机调速有以下几方法：(1) 改变磁极对数p （变极调速）定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。
YTSP系列变频调速三相异步电动机
YTSP系列变频调速三相异步电动机使用维护说明书（上海电机（集团）公司南洋电机厂）一、概论YTSP系列变频调速三相异步电动机，集国内外同类产品之优点，采用计算机辅助设计技术设计，充分考虑了变频电源供电在电机中产生的影响。
能与国内外各种变频器相配套，构成交流变频调速系统。
YTSP系列电动机采用F级绝缘，功率等级与机座号、安装尺寸的对应关系与Y系列三相异步电动机一致，符合IEC国际标准，互换性和通用性强。
由于电动机为笼型转子结构，运行可靠，维护方便。
采用独立供电的冷却风机对电机表面强迫冷却，保证了电机在低转速恒转矩长期运行时温升不超过允许值。
YTSP系列电动机与通用型变频器组成的开环系统，采用V/f控制方式，恒转矩调速范围在1：10以上，低速运转平稳，无转矩脉动，在较小的起动电流下能够获得较高的起动转矩；电压不变而升高频率，能够实现1：2调速范围的恒功率调速。
YTSP系列电动机带上光电编码器后与矢量控制型变频器组成的闭环系统，能够实现1：1000的恒转矩调速和1：2以上的恒功率调速，快速响应优良，动态性能好。
根据不同用途，YTSP系列可以与各种控制方式的变频器组成变频调速系统，广泛应用于冶金、轻工、纺织、化工、机床等行业。
二、安装1、收货和存放：电动机开箱前应检查包装是否完整无损，有无受潮迹象，开箱后应小心清除电机上的尘土和防锈层，仔细检查在运输过程中，电机有无变形和损坏，紧固件有否松动或脱落，转子转动是否灵活，铭牌数据是否符合要求。
绝缘电阻要达到规定值，若太低，应进行干燥处理。
电机只允许在其规定的运输吊环上进行起吊。
如果电动机不是马上投入运转，则应放在干燥、无灰尘的室内。
电机长期存放以后，在开动之前必须检查一下其轴承油脂的润滑性能以及其它情况。
2、安装：安装场所的环境条件应符合有关标准的规定要求。
电机周围通风良好，与其他设备留一定的间隔。
温度应符合要求。
选择的安装场所，应便于检查、监视和清扫。
安装基础要牢固、结实，有一定的刚度，安装面要平整，若平整度差则电机运行不平稳，并将导致轴承损坏。
三相异步电动机的调速方法与特性
里仅就其原理做简要介绍。
变极调速的电动机往往
被称为多极电动机，其定子
绕组的接线方式很多，其中 常见的一种是角接/双星接， 即△/YY，如图所示。
图变极调速定子接线图
由定子绕组展开图知： 只要改变一相绕组中一半元 件的电流方向即可改变磁极 对数。当T1、T2、T3外接三 相交流电源，而T4、T5、T6 对外断开时，电动机的定子 绕组接法为△，极对数为2P， 当T4、T5、T6外接三相交流 电源，而T1、T2、T3连接在 一起时，电动机定子绕组的 接法为YY，极对数为P，从 而实现调速，其控制电路图 如所示。
1．定子调压调速
图为定子调压的机械特性曲线， 由图可知对恒转矩负载而言，其调 速范围很窄，实用价值不大，但对 于随转通速风的机变负化载而而变言化，，其如负图载中转虚矩线TL 所示。可见其调速范围很宽，所以 目前大多数的风扇采用此法。
但是这种调速方法在电动机转 速较低时，转子电阻上的损耗较大， 使电动机发热较严重，所以这种调 速方法一般不宜在低速下长时间运 图 行。
定子调压调速 机械特性曲线
2．转子串接电阻调速
该方法仅适用于绕线形异步
电动机，其机械特性如图所示。
图中曲线是一Βιβλιοθήκη 电源电压不变，而转子电路所串电阻值不同的机
械特性曲线。从图中不难看出，
当串入电阻越大时，稳定运行速 度越低，且稳定性也越差。
转子串电阻调速的优点是方
法简单，设备投资不高，工作可
靠。但调速范围不大，稳定较差，
em
L
实现降速的调速。
当附加电动势的相位与转子电动势相位相同时，
为
E
正值，使串电动势后的转子电流大于原来的电流，
f
则
＞Tem ， TL
机车三相异步电动机调速特性—变频调速的特性
变频调速的特性
在通常情况下，等值电路中的Xm>>X1和X‘2，Im很小，则I1≈I’2，
这样电流公式可以简化为：
I1 I '2
U1
( R1
R'2 S
)2
(X1
X '2
)2
上式代入：
T
mp
2f1
I '22
R'2
/
S
电磁转矩为：
T
m p (U1 )2
2 f1
( SR1
R'2
Sf1 R'2 ) S2(X1
I'2
SE 1 R'2
E1 f2 R'2 f1
且在恒功率范围内，U1已提高到一定数值，可认为U1≈E1，故得
T
mp
2R'2
(U1 f1
)2
f2
或：
Tf1 KU12
f2 f1
K (U12 f1
)
f2
KU12 S
变频调速的特性
（1）U1不变，S=f2/f1=常数的调节方式
由于f1较高，与电抗相比可忽略R1的影响，则最大转矩可
异步电机等效电路
变频调速的特性 一、异步电机的等值电路及转矩表达式
图中 U1 、I1 — 电源相电压和电机定子
电流； I1 — 归算到定子侧的转子电
流； Im — 电机激磁电流； E1 E2 — 分别为一相定子感应电势和归算到定子
侧的转子感应电势； S — 转差率，为
转差频率与定子频率的比值：S=f2/f1； R1、X1 — 定子绕组电阻及漏电抗； R2'、X2 —归算到定子侧的转子电阻及 漏电抗； Rm、Xm — 激磁电阻及电抗。
三相异步电动机变频调速的原理及发展
三相异步电动机变频调速的原理及发展摘要：阐述了变频调速三相异步电动机的原理及其发展趋势。
关键词：异步电动机；变频调速；变频器前言实际的生产过程离不开电力传动。
生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。
直流电动机可方便地进行渊速，但直流电动机体积大、造价高，并且无节能效果。
而交流体积小、价格低廉、运行性能优良、重量轻，因此对交流电动机的凋速具有重大的实用性。
使用调速技术后，生产机械的控制精度可大为提高，并能够较大幅度地提高劳动生产率和产品质量，而且可对诸多生产过程实施自动控制。
通过大量的理论研究和实验，人们逐渐认识到：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多场合中，还具有非常显著的节能效果。
鉴于多种调速方式中，交流变频调速具有系统体积小，重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简单，通用性强，使传动控制系统具有优良的性能，同时节能效果明显，产生的经济效益显著。
尤其当与计算机通信相配合时，使得变频控制更加安全可靠，易于操作(由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能)，变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用，让工业自动化程度得到更大的提高。
1异步电动机调速的原理及方法三相交流电动机定子绕组中的三相交流电在定子隙圆周上产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速称同步转速，记为n 实际电动机转速n要低于同步转速，故一般称这样的三相交流电动机为三相异步电动机。
1．1工作原理异步电动机的同步转速遵从电机学基本关系n l=60f／p (1)式中f一一电源交变频率P一电机定子磁极对数电机学中还常用转差率S参量，其定义为s=(n l—n)／n l·100％(2)电机的实际转速n=(60f／p)(1一s)(3)1．2变频调速控制方式式(3)可知，异步电动机变频调速的控制方式基本上有以下三种。
1．2．1电源频率低于工频范同调节，电源的工频频率在我国为50Hz。
电机恒转矩调速和恒功率调速的区别及差异
电机恒转矩调速和恒功率调速的区别及差异电机恒转矩调速和恒功率调速的区别及差异电机恒转矩调速和恒功率调速的区别及差异首先要记住一点，我们出厂设计的电机，都是按照在工频电压下(380V，50HZ)的给定下，所得到的额定转速值，如果我们在实际工况当中，没有达到380V，比如说只有300V,50HZ,那么这是一个欠压的情况，肯定是不能达到额定的转速值，因为按照这个电机的设计，50HZ的频率下，一定要有380V的电压来励磁，如今没有在额定电压下，没有达到应有的磁场强度，磁通偏小，那么肯定会影响速度的，不能因为那个< xmlnamespace prefix ="st1" />60f/p这个公式来看速度的变化。
又比如说在380V的40HZ的输入的情况下，根据公式E=K*F*Q，E不变，f降低了，那么Q磁通变大了，这是一种过压的情况，过大的励磁，磁通在长时间下，会使电机发热并有可能烧毁的。
所以说磁通这个值不能过大，这个值是根据我们电机在设计的时候就决定了其承载磁通能力。
我们通常在恒转矩调速时(50HZ以下)，此时的磁通为额定磁通，也称为满磁，如果电压/频率变大，则会超过这个磁通值，造成电机发热。
下面说恒转矩调速和恒功率调速恒转矩调速，就是说让磁通保持一个不变的值，V/F=Q(磁通)是一个不变的值，为什么叫恒转矩调速，就是说负载的转矩是个定值，我们要求电机输出的转矩值也是个定值，看公式:T=K*I*Q，如今Q不变，那么电机输出转矩就和I成正比，因为Q这个值我们通过铭牌就可以计算出来的V(额定电压)/50HZ，所以在Q确定且不变的情况下，我们线圈的额定电流(不论有无负载，最大通过电流)确定的情况下，该电机能输出的最大力矩也就能够确定(也就能确定电机能带动多大转矩的恒负载)，所以我们电机的过流能力就体现了电机的过载(转矩)能力。
在恒转矩调速下，我们也只需要通过变频器向电机输送经过调制的一定频率的电压(这个比是磁通，是个定值)，负载的转矩也是个定值，那么N 一定，T一定，输入的功率P也就定了。
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(EXPLOSION-PROOFELECTRICMACHINE)防爆电机
变频调速三相异步电动机恒转矩及恒功率特性的控制
振宇
电机股份,(154002)
摘要阐述变频调速三相异步电动机在低频(f<50Hz)时的恒转矩特性及高频(f>50Hz)时的恒功率特性的控制。
年第3期(总第112期)
防爆电机(EXPLOSION-PROOFELECTRICMACHINE) 2002
2002年9月30日出版
由于X10+X20 =2 f(L10+L20 ,考虑f1较高时(接近额定时),(X10+X20 ) R1
则有:
Tmax=C(
U12
)f1
(3)
3恒功率特性的控制
电动机输出功率:
===TeU1e2U1e1Te max
()f1e
U1f1U1e=f1e
当恒转矩负载时,有
U1U1e
f1=f1e=K
由式1可知
U1
=4 44Kw1N1 m=C mf1
(5)
f eTe
由此可知,如果能保证U1 f1=K,K为常数,则可保持在调整过程中电动机的功率恒定。
值得注意的是:电动机在额定频率以下调速时,受磁路饱和的限制,实现恒功率调速是不可行的;另一方面电动机在高于额定频率以上调速时,要实现理想的恒功率调速也是困难的。因为要满足式(7)规定的条件,定子电压必将与1成正比升高,电动机的绝缘寿命、铁损、温升都将是恒功率调速的障碍。故变频调速系统大都作为恒转矩调速系统来使用。
Keywords Variable frequencyadjustable speed,Constanttorquecharacteristic,Con stantoutputcharacteristic,Control.
E1=4 44f1N1 mKw1
在忽略定子阻抗压降的情况下,有
U1 E1=4 44f1N1 mKw1 f1 m
关键词变频调速恒转矩特性恒功率特性控制
ControlCharacteristicsofConstantTorqueandConstantOutputinVariable FrequencyAdjustable SpeedThree PhaseInductionMotors
SunZhenyu
Abstract Thispapergivesadescriptionofcontrollingtheconstanttorquecharacteristicsatlowfrequency(lessthan50Hz)andtheconstantoutputcharacteristicsathighfrequency(over50Hz)invariable frequencyadjustable speedthree phaseinductionmotors.
(1)
1引言
随着我国工业自动化程度的提高,对电动机的调速性能的要求大大提高,而变频调速电机具有效率高、调速围广、精度高、调速平滑等优点,是异步电动机较理想的调速方法。本文对交流三相异步电动机变频调速中的恒转矩及恒功率特性的控制进行了简明的阐述。
假设Te max和Te分别代表电源频率为额定频率f1e电动机的最大转矩和额定转矩,而Tf max和Tf e分别代表在某一小于额定频率f1e下电动机的最大转矩和额定转矩,若要保证电动机过载能力不变,则有:
,U f曲线如图1。
图2异步电动机恒转矩恒功率结合的变频调速时的机
图1恒转矩输出时U f特性曲线
械特性
Tf maxTe max
== m
Tf eTe
而Tmax=
3PU1
2 2 f1 R1+
2
2恒转矩特性的控制
众所周知,电动机的转速为
n=
60f1
nP(1-s)=n0-
(2)
定子电路电压平衡方程式为
U1=-E1+I1Z1
收稿日期:2002-07-16
R1+(X10+X 20)
振宇男1967年生,毕业于理工大学电机专业,现从事低压电机设计工作
Tf enP=975=K
则有:Tf ef1=Tef1e
Tf ef1e
=Tef1
由式4可得即:
U1
=U1eU11
=
f1f1eU1e1e
=K
(7)(6)
额定频率和某一频率下的最大转矩为U12U1e2
Tf ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱax=C()和Te max=C()
f1f1e由式2可得:
U12
22(Tf eTf maxf1)U1f1e
总之,在异步电机调速过程中,为了得到宽的调速围,可将恒转矩调速和恒功率调速结合应用。在高于额定频率以上调速时,保持电压不变,随转速的升高,磁通减少,转矩减少
,从而得到近似恒功率调速,机械特性见图2。
或(4)
这即是恒转矩调速控制的原理。即只要保证U1
比值恒定,调整时电动机的过载能力就不变,f1
但在较低的频率调速时,定子感抗变小,定子电阻引起的压降将不容忽略,故应提供补偿定子绕组电阻产生的压降