第七章_笼型异步电机变压变频调速系统b.ppt

第7章笼型异步电动机变压变频调速系统 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8 基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 基于稳态数学模型的异步电机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速，但是，如果遇到轧钢机、数控机床、机器人、载客电梯等需要高动态性能的调速系统或伺服系统，就不能完全适应了。 要实现高动态性能的系统，必须首先认真研究异步电机的动态数学模型。 异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得高动态调速性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。 矢量控制和直接转矩控制是已经获得成熟应用的两种基于动态模型的高性能交流电动机调速系统。 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积得到感应电动势。 无论是直流电动机，还是交流电动机均如此。 交、直流电动机结构和工作原理的不同，其表达式差异很大。 他励式直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相互独立，励磁电流和电枢电流单独可控，励磁和电枢绕组各自产生的磁动势在空间无交叉耦合。 气隙磁通由励磁绕组单独产生，而电磁转矩正比于磁通与电枢电流的乘积。 保持励磁电流恒定，只通过电枢电流来控制电磁转矩。 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 异步电动机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（或电流）和频率两种独立的输入变量。 在输出变量中，除转速外，磁通也是一个输出变量。 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 异步电动机无法单独对磁通进行控制，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通产生感应电动势，在数学模型中含有两个变量的乘积项。 三相异步电动机三相绕组存在交叉耦合，每个绕组都有各自的电磁惯性，再考虑运动系统的机电惯性，转速与转角的积分关系等，动态模型是一个高阶系统。 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 7.1 变压变频调速的基本原理 7.2 异步机电压－频率协调控制时的机械特性 7.3 *电力电子变压变频器的主要类型 7.4 变压变频调速系统中的PWM技术 7.5 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速 7.6 异步电动机的动态数学模型和坐标变换 7.7 基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统 7.8基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统 作如下的假设： 忽略空间谐波，三相绕组对称，产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布。 忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。 忽略铁心损耗。 不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。 无论异步电动机转子是绕线型还是笼型，都可以等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。 异步电动机三相绕组可以是Y连接，也可以是Δ连接。若三相绕组为Δ连接，可先用Δ-Y变换，等效为Y