六--交流變頻調(diào)速體系.ppt

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1、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)電工大賽輔導(dǎo)---電氣控制技術(shù)培訓(xùn)中心實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)科：徐紹亮2021/7/211引言變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)調(diào)速的一種方法。各種調(diào)速系統(tǒng)中，效率最高，性能最好的是變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。2021/7/212一基本概念1異步電機(jī)變頻調(diào)速的基本原則異步電機(jī)變頻調(diào)速的控制方式有恒磁通控制方式，恒電流控制方式和恒功率控制方式。（1）恒磁通控制方式（定子電壓隨頻率正比變化）U1/f1=常數(shù)時頻率調(diào)速的機(jī)械特性恒磁通調(diào)速的補(bǔ)償特性2021/7/213（2）恒電流控制方式（3）恒功率控制方式恒轉(zhuǎn)矩與恒功率結(jié)合基速以上基

2、速以下2021/7/214二變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律1、變頻調(diào)速系統(tǒng)中輸出電壓的調(diào)節(jié)方式----PAM控制（脈幅調(diào)制）PAM通過改變逆變器輸出電壓的幅值來改變輸出電壓。PAM方式中的逆變器常采用120°或180°導(dǎo)通制的六拍逆變器。2021/7/215PWM控制變頻器的基本結(jié)構(gòu)和正弦波PWM的波形變頻調(diào)速系統(tǒng)中輸出電壓的調(diào)節(jié)方式----PWM控制通過改變PWM輸出的脈沖寬度，使輸出電壓的平均值近似于正弦波。電壓型PAM控制電壓型PWM控制正弦波PWM控制2021/7/216按照工作原理對變頻器進(jìn)行分類時，按照變頻器的發(fā)展過程，可以分為：U/f比例控

3、制方式，轉(zhuǎn)差頻率控制方式和矢量控制方式。采用U/f比例控制方式時，異步電動機(jī)在不同頻率下，都可獲得較硬的機(jī)械特性線性段。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械對測速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能要求不高時，就可采用這種方式。風(fēng)機(jī)和水泵的節(jié)能調(diào)速就采用這種系統(tǒng)。2、U/f比例控制方式2021/7/217轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念：轉(zhuǎn)差頻率?s=s?1，即轉(zhuǎn)差與角頻率的乘積。其中：?1=2?f1。理論推到可得：Te?K?s?m2可見，維持?m不變，即可實(shí)現(xiàn)Te與?s的正比關(guān)系，控制?s也就控制了Te。通過理論分析還可以知道：只要使定子電流I1與?s滿足下面的關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)?m的恒定。3、轉(zhuǎn)差頻

4、率控制方式o+?s-?sI1I02021/7/218轉(zhuǎn)差頻率方式采用的是一種速度反饋控制方式，性能優(yōu)于開環(huán)的U/f控制，但是由于推導(dǎo)過程都是從穩(wěn)態(tài)機(jī)械特性推導(dǎo)出來的，沒有考慮到電動機(jī)的電磁慣性的影響，其動態(tài)性能不理想。矢量控制的基本思想是：異步電動機(jī)和直流電動機(jī)均具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理，即電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為磁場和與其相正交的電流的乘積。通過控制電動機(jī)定子電流的大小和相位（即對定子電流的矢量進(jìn)行控制），分別對電動機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。目前，在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度檢

5、測器的矢量控制方式。4、矢量控制方式2021/7/219三脈寬調(diào)制型變頻調(diào)速系統(tǒng)一、簡單的PWM調(diào)制系統(tǒng)組成：二極管整流橋、濾波電路和逆變器。逆變器的輸入為恒定不變的直流電壓。2021/7/2110單相逆變器的主電路PWM方式是通過控制改變電力晶體管V1、V4和V2、V3的交替導(dǎo)通的時間來改變逆變器輸出波形的頻率，改變每半周期V1、V4或V2、V3的開關(guān)器件的通斷時間比，即通過改變脈沖寬度來改變逆變器輸出電壓幅值的大小。如果使開關(guān)器件在半個周期內(nèi)反復(fù)通斷多次，并使每個輸出矩形脈沖電壓下的面積接近于對應(yīng)的正弦波的電壓下的面積，則逆變器的輸出電壓就很

6、接近于基波電壓。2021/7/2111波形圖2021/7/2112二、單極性正弦波PWM調(diào)制原理PWM型逆變器是靠改變脈沖寬度控制其輸出電壓，通過改變調(diào)制周期來控制其輸出頻率，所以，脈沖寬度調(diào)制方式對PWM型逆變器有性能有根本的影響。脈寬調(diào)制方式有幾種，比如從調(diào)制脈沖極性上劃分，可分為單極性和雙極性兩種。2021/7/2113正弦波PWM調(diào)制波形（單極性脈寬調(diào)制波形）參考信號ur為正弦波的脈寬調(diào)制叫做正弦波脈寬調(diào)制（SPWM），產(chǎn)生的調(diào)制波為等幅、等距而不等寬的脈沖列。SPWM調(diào)制波的脈沖寬度基本上呈正弦分布，各脈沖下正弦曲線對應(yīng)的面積近似成正比

7、。2021/7/2114三雙極性正弦波PWM調(diào)制原理2021/7/2115PWM型變頻器的主電路逆變器由6個電力晶體管和6個反饋晶體管組成。2021/7/2116數(shù)字式通用變頻器及其應(yīng)用P158---168自學(xué)重點(diǎn)是熟悉以下內(nèi)容：1、概況2、選擇-------規(guī)格指標(biāo)，控制特性，制動方式，保護(hù)功能P171模擬測試題自學(xué)2021/7/2117