第29講三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速之二

1、第第28講講 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速之二之二變頻調(diào)速變頻調(diào)速 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型包括電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的等效電路和機(jī)械特性。包括電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的等效電路和機(jī)械特性。112222211(+) +(+)UIIRRXXs 2222122211123322p12/(/ )()RIU RspsTffRRsXX 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速116011()()fnnssp 由異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率由異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s變化不大時(shí)，變化不大時(shí)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率基本上與電源頻率f1成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)

2、電源頻率，就成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的惡化，原因如下：率，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的惡化，原因如下：電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子漏阻抗壓降很小，可以認(rèn)為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子漏阻抗壓降很小，可以認(rèn)為 若端電壓若端電壓U1不變，則當(dāng)不變，則當(dāng)f1減小時(shí)，主磁通減小時(shí)，主磁通1將增加，這將增加，這將導(dǎo)致磁路過分飽和，勵(lì)磁電流增大，功率因數(shù)降低，鐵心將導(dǎo)致磁路過分飽和，勵(lì)磁電流增大，功率因數(shù)降低，鐵心損耗增大；而當(dāng)損耗增大；而當(dāng)f1增大時(shí)，增大時(shí)， 1將減小，電磁轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩將減小

3、，電磁轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩下降，過載能力降低，電動(dòng)機(jī)容量得不到充分利用。下降，過載能力降低，電動(dòng)機(jī)容量得不到充分利用?；l以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 l當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通太弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通過大，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重過大，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。l最好是保持每極磁通量為額定值不變。最好是保持每極磁通量為額定值不變。一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速1

4、、變壓變頻調(diào)速的基本原理：、變壓變頻調(diào)速的基本原理：l當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使 14.44SgsNmNEN kf常值l基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值的控制方式?；l以下應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值的控制方式。基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速l恒壓頻比的控制方式恒壓頻比的控制方式 當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，忽略定子電阻和漏感壓降，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，忽略定子電阻和漏感壓降，gsEU 基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速l低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升）低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升）低頻時(shí)，定子電阻和漏感壓降所占的份量比較顯著，低頻時(shí)，

5、定子電阻和漏感壓降所占的份量比較顯著，不能再忽略。不能再忽略。人為地把定子電壓抬高一些，以補(bǔ)償定子阻抗壓降。人為地把定子電壓抬高一些，以補(bǔ)償定子阻抗壓降。負(fù)載大小不同，需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ与妷阂膊灰粯?。?fù)載大小不同，需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ与妷阂膊灰粯印；l以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速l通常在控制軟件中通常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用戶償特性，以供用戶選擇。選擇。a無補(bǔ)償無補(bǔ)償 b帶定子電壓帶定子電壓補(bǔ)償補(bǔ)償恒壓頻比控制特性恒壓頻比控制特性基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速l在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從低向上升高，受到電機(jī)在基頻以上調(diào)

6、速時(shí)，頻率從低向上升高，受到電機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變。高，最多只能保持額定電壓不變。l這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)。機(jī)工作在弱磁狀態(tài)。基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性l基頻以下采用恒壓頻比控制基頻以下采用恒壓頻比控制 異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式改寫為異步電動(dòng)機(jī)

7、機(jī)械特性方程式改寫為22122121)()(3lrlsrsrspeLLsRsRRsUnT一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速2222122211123322p12/(/ )()RIU RspsTffRRsXX 基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速l當(dāng)當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)，各項(xiàng)，sRsUnTrspe1213或或 2113sperUnTRs一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速l對(duì)于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變對(duì)于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變?cè)诤銐侯l比的條件下把頻率向下調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)械特性基本上在恒壓頻比的條件下把頻率向下調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)械特性基本上是平行下移的。是平行下

8、移的。2111210602reeppsR TnsnsTnnU 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速l臨界轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)矩 隨著頻率的降低而減小。隨著頻率的降低而減小。l當(dāng)頻率較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶載能力減弱，采用低頻定子壓當(dāng)頻率較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶載能力減弱，采用低頻定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷?，可以增?qiáng)帶載能力。降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷?，可以增?qiáng)帶載能力。221121)(123lrlsssspemLLRRUnT一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以下調(diào)速基頻以下調(diào)速l轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率 與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型。與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型。21213resmespR TPsP

9、sTUn一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速l電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特性方程式可寫成械特性方程式可寫成l臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式 2212212)()(3lrlsrsrsNpeLLsRsRsRUnT221212)(123lrlssssNpemLLRRUnT一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速l臨界轉(zhuǎn)差臨界轉(zhuǎn)差 l當(dāng)當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)各項(xiàng) 2212)(lrlssrmLLRRs213sNeprUsTnR或或21123repsNR Tsn U一、變壓

10、變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速l帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落 l對(duì)于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，轉(zhuǎn)速降落越大，機(jī)對(duì)于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，轉(zhuǎn)速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。21112210602reppsNR TnsnsnnU 一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速l轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)差功率 l帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)221123resmepsNR TPsPsTn U轉(zhuǎn)差功率基本不變。轉(zhuǎn)差功率基本不變。221eT常數(shù)一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速2、變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性、變壓變

11、頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖圖5-11 異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)械特性一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速l在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式。方式。l在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，由于轉(zhuǎn)速上升，允許輸出功率基本恒也隨之降低，由于轉(zhuǎn)速上升，允許輸出功率基本恒定，屬于定，屬于“近似的恒功率調(diào)速近似的恒功率調(diào)速”方式。方式。一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速3、基頻以下電壓補(bǔ)償控制、基頻以下電壓補(bǔ)

12、償控制 l在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)?？刂坪?jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。l但負(fù)載的變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，但負(fù)載的變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，須采用定子電壓補(bǔ)償控制。須采用定子電壓補(bǔ)償控制。l根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。定。一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速基頻以下電壓補(bǔ)償控制基頻以下電壓補(bǔ)償控制 異步電動(dòng)機(jī)等值電路和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)異步電動(dòng)機(jī)等值電路和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、變壓變頻調(diào)速一、變壓變頻調(diào)速三種磁通三種磁通l氣隙磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)氣隙磁通在定子

13、每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 14.44SgsmNEf N kl定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) l轉(zhuǎn)子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 14.44SssmsNEf N k14.44SrsmrNEf N k二、恒定子磁通控制二、恒定子磁通控制 l保持定子磁通恒定：保持定子磁通恒定： 定子電動(dòng)勢(shì)不好直接控制，能夠直接控制的只有定子電壓，定子電動(dòng)勢(shì)不好直接控制，能夠直接控制的只有定子電壓，按按l補(bǔ)償定子電阻壓降，就能夠得到恒定子磁通。補(bǔ)償定子電阻壓降，就能夠得到恒定子磁通。 1/ fEssssEIRU1常值常值二、恒定子

14、磁通控制二、恒定子磁通控制 l忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流l電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 2212)(lrlsrsrLLsREI22122 121221221)(3)(3lrlsrrsprlrlsrspeLLsRRsEnsRLLsREnT二、恒定子磁通控制二、恒定子磁通控制 恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式 l兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的分母小于恒兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的分母小于恒壓頻比控制特性中的同類項(xiàng)。壓頻比控制特性中的同類項(xiàng)。l當(dāng)轉(zhuǎn)差率當(dāng)轉(zhuǎn)差率s相同時(shí)，采用恒定子磁通控制方式的電磁轉(zhuǎn)矩大于相同時(shí)，采用恒定子磁通控制方式的電磁轉(zhuǎn)矩大于恒壓頻比

15、控制方式。恒壓頻比控制方式。22122121)()(3lrlsrsrspeLLsRsRRsUnT二、恒定子磁通控制二、恒定子磁通控制 l臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率 l臨界轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)矩 )(1lrlsrmLLRs)(12321lrlsspemLLEnT頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變 。二、恒定子磁通控制二、恒定子磁通控制 l比較可知比較可知l恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。式。l恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式。式。三、恒氣隙磁

16、通控制三、恒氣隙磁通控制 l保持氣隙磁通恒定：保持氣隙磁通恒定： l定子電壓定子電壓l除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。 1/gEglsssEILjRU11)(常值常值三、恒氣隙磁通控制三、恒氣隙磁通控制 l轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流l電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 2212lrrgrLsREI2 2122 12122122133lrrrgprlrrgpeLsRRsEnsRLsREnT三、恒氣隙磁通控制三、恒氣隙磁通控制 l臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率 l臨界轉(zhuǎn)矩臨界轉(zhuǎn)矩 l與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制

17、方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬。轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬。 1lrrmLRs21123lrspemLEnT四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制 l保持轉(zhuǎn)子磁通恒定：保持轉(zhuǎn)子磁通恒定： l定子電壓定子電壓l除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子和轉(zhuǎn)子漏抗除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子和轉(zhuǎn)子漏抗壓降。壓降。 1/rE11()sslslrrURjLLIE常值常值四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制 l轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流l電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 sREIrrr/12122133rrprrrpeRsEnsRsREnT四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制四、恒轉(zhuǎn)子磁通控制 l機(jī)械特性完全是一條直線，可以

18、獲得和直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。所要求的穩(wěn)態(tài)性能。不同控制方式下的機(jī)械特性不同控制方式下的機(jī)械特性 異步電動(dòng)機(jī)在不同控制方式下的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)在不同控制方式下的機(jī)械特性la）恒壓頻比控制）恒壓頻比控制lb）恒定子磁通控制）恒定子磁通控制lc）恒氣隙磁通控制）恒氣隙磁通控制l d）恒轉(zhuǎn)子磁通控制）恒轉(zhuǎn)子磁通控制不同控制方式的比較不同控制方式的比較 l恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也

19、較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。l恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式均需恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式均需要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。l恒定子磁通和恒氣隙磁通的控制方式一般通過恒壓頻比恒定子磁通和恒氣隙磁通的控制方式一般通過恒壓頻比實(shí)行電壓補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)。雖然改善了低速性能，但機(jī)械特實(shí)行電壓補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)。雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩

20、的限制。不同控制方式下的比較不同控制方式下的比較l以上幾種電壓以上幾種電壓-頻率協(xié)調(diào)控制都是指基頻以下的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻率協(xié)調(diào)控制都是指基頻以下的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍而言的，在基頻以上則一律采用電壓不變，只提速范圍而言的，在基頻以上則一律采用電壓不變，只提高頻率的恒功率弱磁調(diào)速。高頻率的恒功率弱磁調(diào)速。l恒轉(zhuǎn)子磁通控制方式可以獲得和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的恒轉(zhuǎn)子磁通控制方式可以獲得和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，性能最佳。在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)都保持轉(zhuǎn)子全線性機(jī)械特性，性能最佳。在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)都保持轉(zhuǎn)子全磁通恒定，可以通過矢量控制方法實(shí)現(xiàn)，達(dá)到變頻調(diào)速磁通恒定，可以通過矢量控制方法實(shí)現(xiàn)，達(dá)到變頻調(diào)速的目的，控制系統(tǒng)比

21、較復(fù)雜。的目的，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制l異步電動(dòng)機(jī)恒氣隙磁通的電磁轉(zhuǎn)矩公式異步電動(dòng)機(jī)恒氣隙磁通的電磁轉(zhuǎn)矩公式 2 2122 12122122133lrrrgprlrrgpeLsRRsEnsRLsREnT將將 1114.4414.4422gsNsmsNsmsNsmEf N k N k N k 轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)l代入電磁轉(zhuǎn)矩公式代入電磁轉(zhuǎn)矩公式 ，得，得l電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù) 22212222132repsNsmrlrsRTn N k RsL2223NsspmkNnK轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)l定義轉(zhuǎn)差角

22、頻率定義轉(zhuǎn)差角頻率 l電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩1ss22 2)(lrsrrsmmeLRRKTl轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s較小，轉(zhuǎn)矩可近似表示較小，轉(zhuǎn)矩可近似表示 2semmrTK R轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l保持氣隙磁通不變，在保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。l在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。2semmrTK R轉(zhuǎn)差頻率控制

23、的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l臨界轉(zhuǎn)差臨界轉(zhuǎn)差 rrsmlrlrRRLLl最大轉(zhuǎn)矩（臨界轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩（臨界轉(zhuǎn)矩）22lrmmemLKT轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，必須使要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，必須使 l在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)允許的最大轉(zhuǎn)差頻率小于在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)允許的最大轉(zhuǎn)差頻率小于臨界轉(zhuǎn)差頻率臨界轉(zhuǎn)差頻率smslrrsmsLRmax轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律l用轉(zhuǎn)差頻率來控制用轉(zhuǎn)差頻率來控制轉(zhuǎn)矩，是轉(zhuǎn)差頻率轉(zhuǎn)矩，是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之控制的基本規(guī)律之一。一。圖圖5-42 恒氣隙磁通控制的機(jī)械特性恒氣隙磁通控制的機(jī)械特

24、性轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l如何保持氣隙磁通恒定，是轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)要解決的如何保持氣隙磁通恒定，是轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)要解決的第二個(gè)問題。第二個(gè)問題。l保持氣隙磁通恒定，異步電動(dòng)機(jī)定子電壓保持氣隙磁通恒定，異步電動(dòng)機(jī)定子電壓 l必須采用定子電壓補(bǔ)償控制，以抵消定子電阻和漏抗的必須采用定子電壓補(bǔ)償控制，以抵消定子電阻和漏抗的壓降。壓降。 1111)()(glsssglssssELjRIELjRIU轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l定子電壓補(bǔ)償應(yīng)該是幅值和相位的補(bǔ)償，但控制系統(tǒng)復(fù)定子電壓補(bǔ)償應(yīng)該是幅值和相位的補(bǔ)償，但控制系統(tǒng)復(fù)雜。雜。l忽略電流相量相位變化的影響，僅采

25、用幅值補(bǔ)償，則電忽略電流相量相位變化的影響，僅采用幅值補(bǔ)償，則電壓壓頻率特性為頻率特性為221111111(,)()()()ssslssggNlsslssgNUfIRLIEEZIZIC1gNgNEC常數(shù)其中其中 轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想l高頻時(shí)，定子漏抗壓降占主導(dǎo)地位，可忽略定子電阻，高頻時(shí)，定子漏抗壓降占主導(dǎo)地位，可忽略定子電阻，簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化為1111),(gslsgslsssCILEILIfU電壓電壓頻率特性近似呈線性；頻率特性近似呈線性；l低頻時(shí)，定子電阻的影響不可忽略，曲線呈現(xiàn)非線性性低頻時(shí)，定子電阻的影響不可忽略，曲線呈現(xiàn)非線性性質(zhì)。質(zhì)。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想轉(zhuǎn)差頻

26、率控制的基本思想l高頻時(shí)，近似呈線高頻時(shí)，近似呈線性；性；l低頻時(shí)，呈非線性。低頻時(shí)，呈非線性。圖圖5-43 定子電壓補(bǔ)償控制的電壓定子電壓補(bǔ)償控制的電壓頻率特性頻率特性轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律l轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且且l在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓頻頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。 sms基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速l在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用穩(wěn)態(tài)等值電路來分析異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓和頻穩(wěn)態(tài)等值電路