第06章 鼠笼异步电动机变压变频调速系统.pptx

笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）

——转差功率不变型调速系统

第6章

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本章提要

n变压变频调速的基本控制方式

n异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性

n*电力电子变压变频器的主要类型

n变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术

n基于异步电动机稳态模型的变压变频调速

n异步电动机的动态数学模型和坐标变换

n基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统

n基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统

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6.1变压变频调速的基本控制方式

n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，Φm保持不变是很容易做到的。

n在交流异步电机中，磁通Φm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。

式中：Eg—气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，

单位为V；

f1—定子频率，单位为Hz；

Ns—定子每相绕组串联匝数；

kNs—基波绕组系数；

Φm—每极气隙磁通量，单位为Wb。

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电机学中

•对三相异步电动机，定子每相电动势

Eg=4.44f1NskNSΦm

（6-1）

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1.基频以下调速

基频：电机的额定工作频率。（50Hz/60Hz）

每相电动势计算公式可(((知，要保持Φm不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使

即采用恒值电动势频率比的控制方式。

Eg=4.44f1NskNSΦm

=常值

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•恒压频比的控制方式

问题：

n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

=常值（6-3）

这是恒压频比的控制方式。

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•带压降补偿的恒压频比控制特性

问题：低频时，定子电压和电动势都较小，定子漏磁阻抗压降较大，不能忽略。

b—带定子压降补偿

a—无补偿

解决：认为提高定子电压，近似补偿定子的压降。

Of1

图6-1恒压频比控制特性

UsNUs

f1N

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2.基频以上调速

•在基频以上调速时，频率应该从f1N向上升高；

•定子电压Us却不可能超过额定电压UsN，最多只能保持Us=UsN；

•这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。

把基频以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，如下图所示。

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•变压变频控制特性

Of1N

图6-2异步电机变压变频调速的控制特性

Us

UsNΦmN

Us

f1

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6.2异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性

本节提要

n恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性

n基频以下电压-频率协调控制时的机械特性

n基频以上恒压变频时的机械特性

n恒流正弦波供电时的机械特性

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6.2.1异步电动机的机械特性方程

Te=3npUw

1

s

当s较大时，转矩与转差近似成反比

当s较小时，转矩与转差近似成正比

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