变频调速的基本控制方式概述
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3np U s Te 2 f1
2
sR
s
sf1Rr'
2
' 2 Rr
s Xs
' 2 Xr
（1-36）
2018/7/28
16
Us 2.保持 常值 的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) f1
2018/7/28 5
一、调频与调压协调控制的必要性
在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是： ----希望保持电机中每极磁通量 m为额定值不变。 •如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费； •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。
2018/7/28
11
1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
由图1-14可知：
I r' Es Rr' s 2 12 L' lr
2
将上式代入电磁转矩基本公式，可得
Te 3np Rr' / s
1
3np Es sf1Rr' '2 Ir f ( R ' ) 2 s 2 2 L'2 2 2 R ' 1 r 1 lr 2 2 ' r 1 Llr 2f1 s
在 Us 和 1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此 可以有不同方式的电压－频率协调控制。
2018/7/28
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二、 基频以下的变频调速控制方式
由式（1-30）可知，要保持 m 不变，当频率 f1 从 额定值 f1N 向下调节时，必须同时降低 Es ，使
Es 常值 f1
即采用恒电动势频率比的控制方式。
2018/7/28
2
目前，交流变频调速技术以其优异的性能而深 受各行业的普遍欢迎，并已取得了显著的社会效益。 广泛应用： 电力 轧钢 造纸 化工 煤炭 纺织 船舶 机床
航天航空
2018/7/28 3
1.3 变频调速的基本控制方式
变频调速的基本原理
60 f1 n (1 s) np
充分利用电机绕组铁芯和绕组的截面积 主要特征：Tmax为常数 变频调速光调频行吗？？
wenku.baidu.com2018/7/28
10
1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
由式（1-30）可得
m
Es 4.44 f1 N s K Ns
（1-31）
由式（1-31）可知，要保持磁通m不变，当频率f1从 额定频率向下调节时，必须同时降低电动势Es，即采用 恒定的电动势频率比的控制方式。这时异步电动机的机 械特性将会如何呢？
式中 f1 —定子频率（Hz）； Ns —定子每相绕组串联匝数； kNs —基波绕组系数； （1-30）
Es—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值（V）
m —每极气隙磁通量(Wb)。
由式（1-30）可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制 磁通m 的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以 下和基频以上两种情况。
2018/7/28
4
一、调频与调压协调控制的必要性
异步电机的转速n与定子供电频率之间有以下关系：
60 f1 n n0 (1 s) (1 s) np
（1-29）
从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频 率f1，同步转速n0随之改变，就可以平滑地调节转速n， 从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原 理。
然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当 电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降， 而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得
Us 常值 f1
用易于测量和控制的定子输入相电压Us取代电动势Es，这
就是保持 或U/f控制，它是开环变频调速系统常用的控制方式。
2018/7/28
Us 常值 的近似恒磁通控制，也称为恒压频比控制 f1
2018/7/28 8
电压-频率协调控制方式
Te
1 Rs R r' / s
3n pU s2 R r' / s
2
1 Ll s
2
' 2 Llr
（1-18）
由式（1-18）机械特性方程式可以看出，对于同一组转 矩 Te 和转速 n（或转差率s）的要求，电压 Us 和频率 1 可 以有多种配合。
第 1 章 异步电动机变压变频调速基础
2018/7/28
1
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。
15
Us 2.保持 f 常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) 1
式（1-18）的电磁转矩表达式：
Te
1 Rs R r' / s
3n pU s2 R r' / s
2
1 2 Ll s L'lr
2
（1-18）
当采用恒压频比控制方式时，式（1-18）可改写为：
2
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1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
可见，当调速过程中 Es/f1为恒值时Temax值 是恒定不变的，在低 频低速下也能保持这 个最大电磁转矩，因 此称为恒转矩调速方 式。
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Us 2.保持 f 常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) 1
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一、调频与调压协调控制的必要性
•对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢 反应有恰当的补偿， m保持不变是很容易做到的。 •在交流异步电机中，磁通 m 由定子和转子磁势合 成产生，要保持磁通恒定就需要费一些周折了。
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• 定子每相电动势
Es 4.44 f1 Ns kNS Φm
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3np Es2 Rr' / s
2
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1. 保持
Es const 的严格恒磁通控制 f1
上式对 s 求导，并令 dTe/ds=0，可得恒磁通控制转矩最 大时的转差率为
sm Rr'
1 L'lr
将sm代入式（1-33）得最大电磁转矩
3np Es 1 ' Temax 2 8 f1 Llr
2
sR
s
sf1Rr'
2
' 2 Rr
s Xs
' 2 Xr
（1-36）
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Us 2.保持 常值 的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) f1
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一、调频与调压协调控制的必要性
在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是： ----希望保持电机中每极磁通量 m为额定值不变。 •如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费； •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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1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
由图1-14可知：
I r' Es Rr' s 2 12 L' lr
2
将上式代入电磁转矩基本公式，可得
Te 3np Rr' / s
1
3np Es sf1Rr' '2 Ir f ( R ' ) 2 s 2 2 L'2 2 2 R ' 1 r 1 lr 2 2 ' r 1 Llr 2f1 s
在 Us 和 1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此 可以有不同方式的电压－频率协调控制。
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二、 基频以下的变频调速控制方式
由式（1-30）可知，要保持 m 不变，当频率 f1 从 额定值 f1N 向下调节时，必须同时降低 Es ，使
Es 常值 f1
即采用恒电动势频率比的控制方式。
2018/7/28
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目前，交流变频调速技术以其优异的性能而深 受各行业的普遍欢迎，并已取得了显著的社会效益。 广泛应用： 电力 轧钢 造纸 化工 煤炭 纺织 船舶 机床
航天航空
2018/7/28 3
1.3 变频调速的基本控制方式
变频调速的基本原理
60 f1 n (1 s) np
充分利用电机绕组铁芯和绕组的截面积 主要特征：Tmax为常数 变频调速光调频行吗？？
wenku.baidu.com2018/7/28
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1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
由式（1-30）可得
m
Es 4.44 f1 N s K Ns
（1-31）
由式（1-31）可知，要保持磁通m不变，当频率f1从 额定频率向下调节时，必须同时降低电动势Es，即采用 恒定的电动势频率比的控制方式。这时异步电动机的机 械特性将会如何呢？
式中 f1 —定子频率（Hz）； Ns —定子每相绕组串联匝数； kNs —基波绕组系数； （1-30）
Es—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值（V）
m —每极气隙磁通量(Wb)。
由式（1-30）可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制 磁通m 的目的，对此，需要考虑基频（额定频率）以 下和基频以上两种情况。
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一、调频与调压协调控制的必要性
异步电机的转速n与定子供电频率之间有以下关系：
60 f1 n n0 (1 s) (1 s) np
（1-29）
从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频 率f1，同步转速n0随之改变，就可以平滑地调节转速n， 从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原 理。
然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当 电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降， 而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得
Us 常值 f1
用易于测量和控制的定子输入相电压Us取代电动势Es，这
就是保持 或U/f控制，它是开环变频调速系统常用的控制方式。
2018/7/28
Us 常值 的近似恒磁通控制，也称为恒压频比控制 f1
2018/7/28 8
电压-频率协调控制方式
Te
1 Rs R r' / s
3n pU s2 R r' / s
2
1 Ll s
2
' 2 Llr
（1-18）
由式（1-18）机械特性方程式可以看出，对于同一组转 矩 Te 和转速 n（或转差率s）的要求，电压 Us 和频率 1 可 以有多种配合。
第 1 章 异步电动机变压变频调速基础
2018/7/28
1
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。
15
Us 2.保持 f 常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) 1
式（1-18）的电磁转矩表达式：
Te
1 Rs R r' / s
3n pU s2 R r' / s
2
1 2 Ll s L'lr
2
（1-18）
当采用恒压频比控制方式时，式（1-18）可改写为：
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1. 保持
Es const f1
的严格恒磁通控制
可见，当调速过程中 Es/f1为恒值时Temax值 是恒定不变的，在低 频低速下也能保持这 个最大电磁转矩，因 此称为恒转矩调速方 式。
2018/7/28
14
Us 2.保持 f 常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制) 1
2018/7/28
6
一、调频与调压协调控制的必要性
•对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢 反应有恰当的补偿， m保持不变是很容易做到的。 •在交流异步电机中，磁通 m 由定子和转子磁势合 成产生，要保持磁通恒定就需要费一些周折了。
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• 定子每相电动势
Es 4.44 f1 Ns kNS Φm
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3np Es2 Rr' / s
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1. 保持
Es const 的严格恒磁通控制 f1
上式对 s 求导，并令 dTe/ds=0，可得恒磁通控制转矩最 大时的转差率为
sm Rr'
1 L'lr
将sm代入式（1-33）得最大电磁转矩
3np Es 1 ' Temax 2 8 f1 Llr