第七章 交 直 交变频调速系统
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第七章 交-直-交变频调速系统
7.1.1 转差频率控制的基本思想
? 转差频率控制系统是一种模拟控制拖动转 矩，近似保持控制过程中磁通恒定的转速 闭环变频调速方案，理论上可以获得与直 流电动机闭环调速系统相似的调速性能。
? 三相异步电动机的电磁转矩可以表示为
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? 忽略铁损耗时．三相异步电动机的稳态等 效电路见图7-1。
图7-1 忽略铁损耗的异步电动机稳态等效电路
? 折算到定子侧的转子相电流
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定子每相感应电动势
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? 7.5.1 概述
? 在分析永磁同步电动机矢量控制时，假设不考虑磁路 饱和效应，将永久磁铁等效为一个恒流源励磁，采用 固定转子d、q坐标系统，设转子电流空间矢量 ir=Irf= 常数
? 转子上没有阻尼绕组，在使用表面磁铁型永磁同步电 动机时，电机气隙较大，磁极的凸极效应可以忽略不 计，因此直轴励磁电感等于交轴励磁电感 Lmd=Lmq=Lm。 因为气隙较大，同步电感 Ls=Lsσ+Lm也较小，电枢反应 也可以忽略不计，由磁铁产生磁通与定子绕组相交链 的磁链，就等于励磁磁链空间矢量。
7.5.2 永磁同步电动机的电磁转矩
图7-15 永磁电动机、电流、磁链空间矢量图
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7.5.3 永磁同步电动机转子磁链定向 矢量控制
图7-16 永磁电动机基速范围内 运行时电流矢量图
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2．电流型逆变器利用电压模型法的 矢量控制系统
3．电压型逆变器转矢量控制系统
在 M 、 T 坐标系中，在复平面上用复数写出与电动机
子电压有关的方程为 ? 1 ? L1i1 ? Mi2
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图7-3 满足Φm恒定条件的I1=f（ωs）函数
7.1.3 转差频率控制的转速闭环变频 调速系统
图7-4 转差频率控制的转速闭环电流型变频调速系统结构原理图
7.2 谐振型交-直-交变频调速系统
? 1．谐振直流环节变频器供电的异步电动 机磁场定向控制系统
图7-6 逻辑控制电路
图7-7 逻辑控制电路的输出波形
2．谐振直流环节变频器供电的无换 向器异步电动机调速系统
图7-8 谐振直流环节变频器供电的无换向器异步电动机调速系统原理图
7.3 PWM 控制的交-直-交变频调速系统
7.4 异步电动机矢量控制的交-直交变频调速系统
1．电流型逆变器利用电流模型法的矢量控制系统
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图7-14 解耦电路框图
7.5 永磁同步电动机矢量控制的交 -直-交变频调速系统
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稳态运行时， s很小， ωs也很小， T
这是一条过原点的直线 。
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Φm不变，电磁转矩 T基本上与转差角频率 ωs成正比，如同他励直流电动机的电磁转 矩与电枢电流成正比一样。因此，可以通
过控制转差角频率从来控制异步电动机的 电磁转矩。
7.1.2 Φm恒定对定子电流的控制要求
? 可以通过控制定子电流 I1，来保持I0 (即Φm) 恒定。
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7-17 永磁电动机弱磁范围内 运行时电流矢量图
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7.1.1 转差频率控制的基本思想
? 转差频率控制系统是一种模拟控制拖动转 矩，近似保持控制过程中磁通恒定的转速 闭环变频调速方案，理论上可以获得与直 流电动机闭环调速系统相似的调速性能。
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? 在分析永磁同步电动机矢量控制时，假设不考虑磁路 饱和效应，将永久磁铁等效为一个恒流源励磁，采用 固定转子d、q坐标系统，设转子电流空间矢量 ir=Irf= 常数
? 转子上没有阻尼绕组，在使用表面磁铁型永磁同步电 动机时，电机气隙较大，磁极的凸极效应可以忽略不 计，因此直轴励磁电感等于交轴励磁电感 Lmd=Lmq=Lm。 因为气隙较大，同步电感 Ls=Lsσ+Lm也较小，电枢反应 也可以忽略不计，由磁铁产生磁通与定子绕组相交链 的磁链，就等于励磁磁链空间矢量。
7.5.2 永磁同步电动机的电磁转矩
图7-15 永磁电动机、电流、磁链空间矢量图
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图7-4 转差频率控制的转速闭环电流型变频调速系统结构原理图
7.2 谐振型交-直-交变频调速系统
? 1．谐振直流环节变频器供电的异步电动 机磁场定向控制系统
图7-6 逻辑控制电路
图7-7 逻辑控制电路的输出波形
2．谐振直流环节变频器供电的无换 向器异步电动机调速系统
图7-8 谐振直流环节变频器供电的无换向器异步电动机调速系统原理图
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过控制转差角频率从来控制异步电动机的 电磁转矩。
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