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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,交流变频调速,系统,电工大赛辅导,-,电气控制技术,培训中心 实习实验科：徐绍亮,2024/11/5,1,引言,变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速，实现交流电动机调速的一种方法。,各种调速系统中，效率最高，性能最好的是变压变频调速系统。,2024/11/5,2,一 基本概念,1,异步电机变频调速的基本原则,异步电机变频调速的控制方式有,恒磁通控制方式，恒电流控制方式和恒功率控制方式,。,（,1,）恒磁通控制方式（定子电压随频率正比变化）,U1/f1=,常数时频率调速的机械特性 恒磁通调速的补偿特性,2024/11/5,3,（,2,）恒电流控制方式 （,3,）恒功率控制方式,恒转矩与恒功率结合,基速以,上,基速以,下,2024/11/5,4,二 变频调速系统的控制规律,1,、变频调速系统中输出电压的调节方式,-PAM,控制,（脉幅调制）,PAM,通过改变,逆变器输出电压,的幅值来改变输,出电压。,PAM,方式中的逆,变器常采用,120,或,180,导通制的,六拍逆变器。,2024/11/5,5,PWM,控制变频器的基本结构和正弦波,PWM,的波形,变频调速系统中,输出电压的调节,方式,-,PWM,控制,通过改变,PWM,输,出的脉冲宽度，使,输出电压的平均值,近似于正弦波。,电压型,PAM,控制,电压型,PWM,控制,正弦波,PWM,控制,2024/11/5,6,按照工作原理对变频器进行分类时，按照变频器的发展过程，可以分为：,U/f,比例控制方式，转差频率控制方式和矢量控制方式。,采用,U/f,比例控制方式时，异步电动机在不同频率下，都可获得较硬的机械特性线性段。当生产机械对测速系统的静、动态性能要求不高时，就可采用这种方式。风机和水泵的节能调速就采用这种系统。,2,、,U/f,比例控制方式,2024/11/5,7,转差频率控制的基本概念：,转差频率,s,=s,1,，即转差与角频率的乘积。其中：,1,=2,f,1,。,理论推到可得：,Te,K,s,m,2,可见，维持,m,不变，即可实现,Te,与,s,的正比关系，控制,s,也就控制了,Te,。,通过理论分析还可以知道：只要使定子电流,I,1,与,s,满足下面的关系，即可实现,m,的恒定。,3,、转差频率控制方式,o,+,s,-,s,I,1,I,0,2024/11/5,8,转差频率方式采用的是一种速度反馈控制方式，性能优于开环的,U/f,控制，但是由于推导过程都是从稳态机械特性推导出来的，没有考虑到电动机的电磁惯性的影响，其动态性能不理想。,矢量控制,的,基本思想,是：异步电动机和直流电动机均具有相同的转矩产生机理，即电动机的转矩为磁场和与其相正交的电流的乘积。,通过控制电动机定子电流的,大小和相位,（即对定子电流的矢量进行控制），分别对电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制电动机转矩的目的。,目前，在变频器中实际应用的矢量控制方式有,基于转差频率控制的矢量控制方式,和,无速度检测器的矢量控制方式。,4,、矢量控制方式,2024/11/5,9,三 脉宽调制型变频调速系统,一、简单的,PWM,调制系统,组成：二极管整流桥、滤波电路和逆变器。,逆变器的输入为恒定不变的直流电压。,2024/11/5,10,单相逆变器的主电路,PWM方式是通过控制改变电力晶体管V1、V4和V2、V3的交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率，改变每半周期V1、V4或V2、V3的开关器件的通断时间比，即通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压幅值的大小。,如果使开关器件在半个周期内反复通断多次，并使每个输出矩形脉冲电压下的面积接近于对应的正弦波的电压下的面积，则逆变器的输出电压就很接近于基波电压。,2024/11/5,11,波形图,2024/11/5,12,二、单极性正弦波,PWM,调制原理,PWM型逆变器是靠改变脉冲宽度控制其输出电压，通过改变调制周期来控制其输出频率，所以，脉冲宽度调制方式对PWM型逆变器有性能有根本的影响。,脉宽调制方式有几种，比如从调制脉冲极性上划分，可分为单极性和双极性两种。,2024/11/5,13,正弦波,PWM,调制波形（单极性脉宽调制波形）,参考信号,u,r,为正弦波的脉宽调制叫做正弦波脉宽调制（,SPWM,），产生的调制波为等幅、等距而不等宽的脉冲列。,SPWM,调制波的脉冲宽度基本上呈正弦分布，各脉冲下正弦曲线对应的面积近似成正比。,2024/11/5,14,三 双极性正弦波,PWM,调制原理,2024/11/5,15,PWM,型变频器的主电路,逆变器由6个电力晶体管和6个反馈晶体管组成。,2024/11/5,16,数字式通用变频器及其应用,P158-168,自学,重点是熟悉以下内容：,1,、概况,2,、选择,-,规格指标，控制特性，,制动方式，保护功能,P171,模拟测试题 自学,2024/11/5,17,
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