交流變頻調(diào)速系統(tǒng).ppt

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1、第五章交流變頻調(diào)速系統(tǒng)第一節(jié)變頻調(diào)速的基本控制方式和機(jī)械特性簡介第二節(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)無逆變電路第三節(jié)晶閘管變頻調(diào)速系統(tǒng)第四節(jié)正弦波脈寬調(diào)制的變頻調(diào)速系統(tǒng)由電機(jī)學(xué)知如果忽略定子上的電阻壓降，則有第一節(jié)變頻調(diào)速的基本控制方式和機(jī)械特性簡介一、變頻調(diào)速的基本控制方式1、基頻以下的變頻控制方式即：氣隙磁通感應(yīng)電勢與頻率之比為常數(shù)基頻以下常采用恒磁通變頻控制方式。（1）若要保持Φm不變，則當(dāng)頻率f1從額定值f1e向下調(diào)節(jié)時(shí)，須同時(shí)降低Eg，使Eg/f1=常數(shù)。（2）因感應(yīng)電勢難以直接控制，忽略定子壓降，認(rèn)為定子相電壓U1≈Eg，則U1/f1=常數(shù)。這就是恒壓頻比的變頻控制方式

2、。恒壓頻比控制在低頻時(shí)，由于U1和Eg都較小，定子阻抗壓降所占的份量比較顯著，不能忽略。這時(shí)，可人為地把電壓U1抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。2、基頻以上的變頻控制方式在基頻以上時(shí)，頻率可從f1N往上增高，但電壓U1卻不能增加得比額定電壓U1N大，一般保持U1=U1N，使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。下圖是異步電機(jī)變頻調(diào)速控制特性。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”；而在基頻以上，基本屬于“恒功率調(diào)速”。當(dāng)Eg/ω1為恒值時(shí)，Temax恒定不變，隨著頻率的降低，恒Eg/ω1控制的機(jī)械特性是一組形狀與恒壓恒頻機(jī)械特性相同，且平行下移的特性。見

3、右圖所示。二、變頻調(diào)速的機(jī)械特性簡介1.恒Eg/ω1控制（Eg/ω1=恒值）因Eg是電機(jī)內(nèi)部參數(shù)，恒Eg/ω1控制難以實(shí)現(xiàn)，工程上常用恒壓頻比控制（U1/ω1=恒值）。其機(jī)械特性見下圖所示。在恒壓頻比條件下變頻時(shí)，機(jī)械特性基本上平行移動，而Temax隨ω1降低而減小。低頻時(shí)，Temax將限制調(diào)速系統(tǒng)的帶負(fù)載能力。需采用定子阻抗電壓補(bǔ)償以增強(qiáng)帶負(fù)載能力。右圖中虛線特性就是采用提高定子電壓后的特性。2、恒壓頻比控制（U1/ω1=恒值）3.基頻以上變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性可見，當(dāng)頻率ω1提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速n0隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移；轉(zhuǎn)速降落隨頻率的提高而增大，特

4、性斜率稍變大，其它形狀基本相似。如右圖所示。在基頻f1e以上變頻時(shí)，電壓U1=U1e不變。其機(jī)械特性見下圖所示。第二節(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的無源逆變電路對交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的變頻電源裝置叫變頻器，其功能是將電網(wǎng)提供的恒壓恒頻交流電變換為變壓變頻交流電，變頻伴隨變壓。變頻器的基本分類如下：一、變頻器的分類變頻器交-交變頻器按相數(shù)分單相三相按輸出波形分正弦波方波脈沖寬度調(diào)制型(PWM)交-直-交變頻器電流型電壓型交-直-交變頻器的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)如圖（a）所示。它先把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)后再把直流電逆變成變頻變壓的交流電，又稱為間接變頻器。按不同的控制方式，間接

5、變頻器有圖5-7中b、c、d三種情況。二、靜止型常規(guī)變頻器及特點(diǎn)（一）間接（交-直-交）變壓變頻裝置圖5-7間接變壓變頻裝置的不同結(jié)構(gòu)形式交-交變頻器的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)如圖5-8所示。交-交變頻器沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，交流電被直接變成頻率和電壓可調(diào)的交流電，故又稱為直接變頻器。（二）直接（交-交）變壓變頻裝置主電路如圖5-9（a）所示，圖中負(fù)載由正組與反組晶閘管整流電路輪流供電，α角不變時(shí)，輸出為矩形交流電壓，如圖5-9（b）所示。改變正反組切換頻率可以調(diào)節(jié)輸出交流電的頻率，而改變α的大小即可調(diào)節(jié)矩形波的幅度。1、方波型交-交變頻器三、交-交變頻電路（一）單相交-交

6、變頻電路2、正弦波交-交變頻器正弦波型交-交變頻器的主電路與方波型的主電路相同，但可以輸出平均值按正弦規(guī)律變化的電壓?？刂平铅劣纱蟮叫≡僮兇螅绂?2→0→π/2如右圖（a）所示。控制角由小變大再變小，如π/2→π→π/2如右圖（b）所示。（1）輸出正弦波形的獲得方法常用的方法是余弦交點(diǎn)法，該方法的原則是：觸發(fā)角的變化和切換應(yīng)使得整流輸出電壓的瞬時(shí)值與理想正弦電壓的瞬時(shí)值誤差最小。正弦波型交-交變頻器適合于低頻大功率的電氣傳動系統(tǒng)，最高輸出頻率是輸入頻率的1/3或1/2。（2）輸出電壓有效值和頻率的調(diào)節(jié)交-交變頻電路的輸出電壓是由若干段電源電壓拼接而成的。在輸出電

7、壓的一個周期內(nèi)，所包含的電源電壓段數(shù)越多，其波形就越接近正弦波。使控制角從，改變α0，就改變了輸出電壓的峰值，也就改變了輸出電壓的有效值；改變α變化的速率，也就改變了輸出電壓的頻率。（二）三相----單相交-交變頻電路將兩組三相可逆整流器反并聯(lián)即可構(gòu)成單相變頻電路。三相半波-單相交-交變頻電路三相橋式-單相交-交變頻電路（三）三相交-交變頻電路交-交變頻器主要用于交流調(diào)速系統(tǒng)中，因此實(shí)際使用的主要是三相交-交變頻器。三相交-交變頻器電路是由三組輸出電壓相位互差的單相交-交變頻電路組成的。1、電路的接線方式三相交-交變頻電路主要有兩種接線方式，即公共交流母線進(jìn)線方式

8、和輸出星形