文档介绍：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
电力拖动自动控制系统
第 6 章
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。
本章提要
变压变频调速的基本控制方式
异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性
变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术
基于异步电动机稳态模型的变压变频调速
异步电动机的动态数学模型和坐标变换
基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统
基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统
变压变频调速的基本控制方式
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心,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。
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。
定子每相电动势
(6-1)
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;
—定子频率,单位为Hz;
—定子每相绕组串联匝数;
—基波绕组系数;
—每极气隙磁通量,单位为Wb。
f1
Ns
kNs
m
由式(6-1)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。
1. 基频以下调速
由式(6-1)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 Eg ,使
常值(6-2)
即采用恒值电动势频率比的控制方式。
恒压频比的控制方式
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
(6-3)
这是恒压频比的控制方式。
但是,在低频时 Us 和 Eg 都较小,定子阻抗压降所占的份量就比较显著,不再能忽略。这时,需要人为地把电压 Us 抬高一些,以便近似地补偿定子压降。
带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的 b 线,无补偿的控制特性则为a 线。