第7講-變頻器原理及應(yīng)用幻燈片.ppt

1、變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,1,變頻器原理及應(yīng)用,第7講,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,2,總結(jié),SB70G375kW及以下機型變頻器與外部連接的端子 主電路端子 控制板端子跳線及配線 模擬輸入端子配線 多功能輸入端子X1X6、FWD、REV端子配線 多功能輸出端子Y1、Y2端子配線 繼電器輸出端子TA、TB、TC配線 變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置 功能參數(shù)預(yù)置 運行模式的選擇 變頻器程序設(shè)定步驟 變頻器的運行功能參數(shù) 優(yōu)化特性功能及預(yù)置,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,3,6.2.4 變頻器的保護功能及預(yù)置,1過電流保護 過電流是指變頻器的輸出電流的峰值超出了變頻器的容許值。由于逆

2、變器的過載能力很差，大多數(shù)變頻器的過載能力都只有150，允許遲續(xù)時間為1min。因此變頻器的過電流保護，就顯得尤為重要。 2電動機過載保護 當(dāng)變頻器的輸出電流大于過載保護電流，在超過時限后過載電流仍然存在，則變頻器將跳閘，停止輸出。 3. 過電壓保護 電動機處于再生制動狀態(tài)，若減速時間設(shè)置得太短，或是由于電源系統(tǒng)的浪涌電壓都可以引起的過電壓。對于電源過電壓的情況，規(guī)定：電源電壓的上限一般不能超過電源電壓的10。如果超過該值，變頻器將會跳閘。 4. 欠電壓保護和瞬間停電的處理 當(dāng)電網(wǎng)電壓過低時，會引起變頻器中間直流電路的電壓下降，從而使變頻器的輸出電壓過低并造成電動機輸出轉(zhuǎn)矩不足和過熱現(xiàn)象。欠電

3、壓保護的作用就是在變頻器的直流中間電路出現(xiàn)欠電壓時，使變頻器停止輸出。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,4,6.3 變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置,6.3.1 各種基本頻率參數(shù) 1. 給定頻率 用戶根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求所設(shè)定的變頻器輸出頻率。 2. 輸出頻率 輸出頻率即變頻器實際輸出的頻率。 3基準(zhǔn)頻率 用fb表示。一般以電動機的額定頻率fN作為基頻fb的給定值。 4. 上限頻率和下限頻率 指變頻器輸出的最高、最低頻率，常用fH和fL來表示。 5. 跳躍頻率 也叫回避頻率，是指不允許變頻器連續(xù)輸出的頻率，常用fJ表示。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,5,6.3.2 變頻器的其他頻率參數(shù) 1. 點動

4、頻率 點動頻率是指變頻器在點動時的給定頻率。 2. 載波頻率(PWM頻率) PWM變頻器的輸出電壓大小取決于調(diào)制波(基波)和載波(三角波)的交點。載波頻率越高，電流波形的平滑性就越好，但是對其他設(shè)備的干擾也越大。 3. 起動頻率 是指電動機開始起動時的頻率，常用fs表示。 4. 直流制動起始頻率 當(dāng)變頻器的工作頻率下降至fDB時，通入直流電。 5. 多擋轉(zhuǎn)速頻率（P83）,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,6,本 章 小 結(jié),變頻器的基本組成可分為兩大部分：由電力電子器件構(gòu)成的主電路；以微處理器為核心的控制電路。 變頻器與外部連接的端子分為主電路端子和控制電路端子。 變頻器在使用前，一定要對功

5、能參數(shù)進行預(yù)置，預(yù)置過程大致有下面幾個步驟： 1) 查功能參數(shù)碼表，找出需要預(yù)置參數(shù)的功能碼。 2) 在參數(shù)設(shè)定模式(編程模式)下，讀出該功能碼中原有的數(shù)據(jù)。 3) 修改數(shù)據(jù)，送入新數(shù)據(jù)。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,7,第7章 變頻調(diào)速拖動系統(tǒng),7.1 異步電動機變頻調(diào)速的原理 7.1.1 異步電動機變頻調(diào)速工作原理 1旋轉(zhuǎn)磁場 在異步電動機的三相定子繞組中通入三相交變電流后，它們合成的 磁場是一個旋轉(zhuǎn)磁場，磁場旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速(即同步轉(zhuǎn)速)n0可用下式表 示： (7-1) 式中 f1 電流的頻率； p 旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。 如果頻率調(diào)節(jié)成fx，則同步轉(zhuǎn)速n0 x也隨之調(diào)節(jié)成 (7-2) 這

6、就是變頻調(diào)速的理論依據(jù)。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,8,2異步電動機的工作原理 圖5-1所示為異步電動機的工作原理。定子通入交流電電流后形成旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，由右手定則可判斷轉(zhuǎn)子繞組中的感生電流方向。載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用就形成電磁轉(zhuǎn)矩T，根據(jù)左手定則可判斷T的方向。在T的作用下轉(zhuǎn)子就跟隨定子的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)起來。 圖7-1 異步電動機的工作原理,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,9,3異步電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)差率,只有旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子繞組之間存在相對運動，轉(zhuǎn)子繞組才能切割磁力線，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流和形成電磁轉(zhuǎn)矩。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0之間一定存在著一個差值，我們稱

7、之為轉(zhuǎn)差，用n表示，即 (5-3) 異步電動機的實際轉(zhuǎn)速為n，n總是小于n0，異步電動機的“異步”正是來源于此。轉(zhuǎn)差n0n與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即 (5-4) 由上式可推導(dǎo)出異步電動機的轉(zhuǎn)速n的表達式為 (5-5),變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,10,7.1.2 三相異步電動機的機械特性,機械特性是指電動機在運行時，其轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即 nf (T )。 三相異步電動機的機械特性曲線如圖7-1所示。 圖7-1 三相異步電動機的機械特性曲線,起動轉(zhuǎn)矩Tst,額定轉(zhuǎn)矩TN,最大轉(zhuǎn)矩TM,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,11,1起動轉(zhuǎn)矩Tst 在n = 0 (s=

8、1)，T = Tst點，這點的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩Tst，也稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動機的負載轉(zhuǎn)矩大于Tst時，電動機將不能起動。 2額定轉(zhuǎn)矩TN 在n = nN (s= sN)，T = TN點，這點的轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN。當(dāng)電動機工作在額定轉(zhuǎn)矩TN時，sN通常在0.020.06之間，轉(zhuǎn)速在很小的范圍內(nèi)變化時，轉(zhuǎn)矩即可在很大的范圍內(nèi)變化，即工作于額定轉(zhuǎn)矩TN時，電動機具有很硬的機械特性。 3最大轉(zhuǎn)矩TM 在n = n L (s= s L)，T = TM點，這點的轉(zhuǎn)矩稱為最大轉(zhuǎn)矩TM。TM的大小象征著電動機的過載能力，用過載倍數(shù)表示，TMTN。在任何情況下，電動機的負載轉(zhuǎn)矩都不能大于TM，否則電動機轉(zhuǎn)速將

9、急劇下降，致使電動機堵轉(zhuǎn)停止，因此，這一點稱為臨界轉(zhuǎn)速點。臨界轉(zhuǎn)速nL的大小決定了L點的上下位置，從而反映了機械特性的硬度。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,12,7.1.3 三相異步電動機的起動,起動時定子電流Ist也很大，一般會達到額定電流IN的47倍，除了小容量的三相異步電動機能直接起動外，一般要采取不同的方法起動，變頻器用降低頻率f1從而也降低了U1的方法來起動電動機。如圖7-2所示為低頻起動時電動機的機械特性曲線。 圖7-2 低頻起動時電動機的機械特性曲線,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,13,7.1.4 三相異步電動機的制動,電動機的制動狀態(tài)是指電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反的狀態(tài)

10、。 1直流制動 電動機制動時，切斷電動機的三相電源，在定子繞組中通入直 流電，產(chǎn)生一恒定磁場，如圖7-3所示。 a) 直流制動的原理 b)直流制動的機械特性曲線 圖7-3 直流制動的原理與機械特性,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,14,2回饋制動 由于某些原因，當(dāng)nn1時，轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向和電動運行狀態(tài)nn1正好相反，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢和電流的方向也相反，電磁轉(zhuǎn)矩T也就和n反向，為制動轉(zhuǎn)矩?；仞佒苿邮菍⑤S上的機械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋給電源。 圖7-4 回饋制動的機械特性曲線,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,15,7.2 異步電動機的調(diào)速方式,7.2.1 異步電動機的調(diào)速 調(diào)速與速度改變

11、1）調(diào)速 是在負載沒有改變的情況下，根據(jù)生產(chǎn)過程需要人為地強制性地改變拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。 2）速度改變 速度改變是由于負載的變化而引起拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速改變。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,16,7.2.2 異步電動機的調(diào)速方式,1.變極調(diào)速 三相異步電動機的變極調(diào)速屬于有級調(diào)速，通過改變磁極對數(shù)p得到 。 2.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速一般適用于繞線型異步電動機或轉(zhuǎn)差電動機。具體的實現(xiàn)方法很多，比如：轉(zhuǎn)子串電阻的串級調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等。 但是隨著s的增大，電機的機械特性變軟，效率變低。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,17,(1)異步電動機的等效電路 圖5-2 異步電動機定

12、子轉(zhuǎn)子等效電路 在圖5-2中，U1為定子的相電壓；I1為定子的相電流；r1為定子每相繞組的電阻；x1為定子每相繞組的漏抗；E2s、I2s、x2s分別為轉(zhuǎn)子電路中產(chǎn)生的電動勢、電流、漏電抗；E1為每相定子繞組的反電動勢，它是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生的，其有效值計算如下： (7-6) 式中 kN1與繞組結(jié)構(gòu)有關(guān)有常數(shù)； N1每相定子繞組的匝數(shù)。,3.變頻率調(diào)速,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,18,(2)變頻調(diào)速的要求 由式(7-6)，若 為常數(shù)，則 (7-7) 忽略定子繞組的阻抗壓降 可得 若f1減小，則 增加。造成電機鐵心出現(xiàn)深度飽和，使電機無法正常工作。為達到下調(diào)頻率時 不變，必須有 因

13、此，在額定頻率以下，即 調(diào)頻時，同時下調(diào)加在定子繞組上的電壓，即恒 控制。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,19,7.3 對不同負載類型變頻器的選擇,在電力拖動系統(tǒng)中，存在著兩個主要轉(zhuǎn)矩，一個是生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩TL，一個是電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T。這兩個轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系分別叫做負載的機械特性nf (TL)和電動機的機械特性nf (T)。由于電動機和生產(chǎn)機械是緊密相連的，它們的機械特性必須適當(dāng)配合，才能得到良好的工作狀態(tài)。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,20,7.3.1 恒轉(zhuǎn)矩負載變頻器的選擇,1.恒轉(zhuǎn)矩負載特性 恒轉(zhuǎn)矩負載是指那些負載轉(zhuǎn)矩的大小，僅僅取決于負載的輕重，而和轉(zhuǎn)速大小無關(guān)的負

14、載。帶式輸送機和起重機械都是恒轉(zhuǎn)矩負載的典型例子。 a) b) 圖7-8 恒轉(zhuǎn)矩負載的機械特性和功率特性 a) 機械特性 b) 功率特性,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,21,2. 恒轉(zhuǎn)矩負載的基本特點 1) 恒轉(zhuǎn)矩 由于F和r都和轉(zhuǎn)速的快慢無關(guān)，所以在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速nL的過程中負載的阻轉(zhuǎn)矩TL保持不變，即具有恒轉(zhuǎn)矩的特點： TL 常數(shù) 2) 負載功率與轉(zhuǎn)速成正比 根據(jù)負載的機械功率PL和轉(zhuǎn)矩TL、轉(zhuǎn)速nL之間的關(guān)系，有： (7-12) 3. 恒轉(zhuǎn)矩負載下變頻器的選擇 1）依據(jù)調(diào)速范圍。 2）依據(jù)負載轉(zhuǎn)矩的變動范圍 。 3）考慮負載對機械特性的要求。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,22,7.3

15、.2 恒功率負載變頻器的選擇,1. 恒功率負載是指負載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n成反比，而其功率基本維持不變的負載。屬于這類負載的有： 1）各種卷取機械 2）軋機在軋制小件時用高速軋制，但轉(zhuǎn)矩?。卉堉拼蠹r軋制量大需較大轉(zhuǎn)矩，但速度低，故總的軋制功率不變。 3）車床加工零件，在精加工時切削力小，但切削速度高；相反，粗加工時切削力大，切削速度低，故總的切削功率不變。 a）機械特性 b)功率特性 圖7-10 恒功率負載的機械特性和功率特性,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,23,2. 恒功率負載的特點,（1）功率恒定 恒功率負載的力F必須保持恒定，且線速度v保持恒定。所以，在不同的轉(zhuǎn)速下，負載的功率基

16、本恒定： PL = F v常數(shù) （2）負載阻轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速成反比 負載阻轉(zhuǎn)矩的大小決定于： TL = F r (7-13) 式中 F 卷取物的張力； r 卷取物的卷取半徑。 根據(jù)負載的機械功率PL和轉(zhuǎn)矩PL、轉(zhuǎn)速nL之間的關(guān)系，有： (7-14) 即，負載阻轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速成反比。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,24,3. 恒功率負載變頻器的選擇 對恒功率負載，一般可選擇通用型的，采用V/f控制方式的變頻器。但對于動態(tài)性能有較高要求的卷取機械，則必須采用具有矢量控制功能的變頻器。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,25,7.3.3 二次方律負載變頻器的選擇,二次方律負載是指轉(zhuǎn)矩與速度的二

17、次方成正比例變化的負載，例如：風(fēng)扇、風(fēng)機、泵、螺旋槳等機械的負載轉(zhuǎn)矩，機械特性和功率特性如圖7-12所示。 a)機械特性 b)功率特性 圖7-12 二次方律負載的特性,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,26,1. 二次方律負載的特點,二次方律負載機械在低速時由于流體的流速低，所以負載轉(zhuǎn)矩很小，隨著電動機轉(zhuǎn)速的增加，流速增快，負載轉(zhuǎn)矩和功率也越來越大，負載轉(zhuǎn)矩TL和功率PL可用下式表示： (7-15) (7-16) 式中 T 0、P 0 分別為電動機軸上的轉(zhuǎn)矩損耗和功率損耗； KT、KP 分別為二次方律負載的轉(zhuǎn)矩常數(shù)和功率常數(shù),變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,27,2. 二次方律負載變頻器的選

18、擇,可以選用“風(fēng)機、水泵用變頻器”。這是因為： 1) 風(fēng)機和水泵一般不容易過載，所以，這類變頻器的過載能力較低。為120，1min (通用變頻器為150，1min)。因此在進行功能預(yù)置時必須注意。由于負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，當(dāng)工作頻率高于額定頻率時，負載的轉(zhuǎn)矩有可能大大超過變頻器額定轉(zhuǎn)矩，使電動機過載。所以，其最高工作頻率不得超過額定頻率。 2) 配置了進行多臺控制的切換功能。 3) 配置了一些其他專用的控制功能，如“睡眠”與“喚醒”功能、PID調(diào)節(jié)功能。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,28,7.3.4 直線律負載變頻器的選擇,軋鋼機和輾壓機等都是直線負載。 1. 直線律負載及其特性

19、(1) 轉(zhuǎn)矩特點。負載阻轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速nL成正比： (7-17) (2) 功率特點。負載的功率PL與轉(zhuǎn)速nL的二次方成正比。 （7-18） 式中， 和 直線律負載的轉(zhuǎn)矩常數(shù)和功率常數(shù)。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,29,a) 輾壓機示意圖 b) 機械特性 c) 功率特性 圖7-13 直線律負載及其特性,2變頻器的選擇 直線律負載的機械特性雖然也有典型意義但在考慮變 頻器時的基本要點與二次方律負載相同，故不作為典型負載 來討論。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,30,7.3.5 特殊性負載變頻器的選擇,大部分金屬切削機床屬于混合特殊性負載。 1混合特殊性負載及其特性 金屬切削機床中的低速

20、段，由于工件的最大加工半徑和允許的最大切削力相同，故具有恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)；而在高速段，由于受到機械強度的限制，將保持切削功率不變，屬于恒功率性質(zhì)。,a) 機械特性 b) 功率特性,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,31,2變頻器的選擇 金屬切削機床除了在切削加工毛坯時，負載大小有較大變化外，其他切削加工過程中，負載的變化通常是很小的。就切削精度而言，選擇Vf 控制方式能夠滿足要求。但從節(jié)能角度看并不理想。 矢量變頻器在無反饋矢量控制方式下，已經(jīng)能夠在05Hz時穩(wěn)定運行，完全可以滿足要求。而且無反饋矢量控制方式能夠克服Vf控制方式的缺點。 當(dāng)機床對加工精度有特殊要求時，才考慮有反饋矢量控制方式。,變頻

21、器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,32,本 章 小 結(jié),異步電動機的轉(zhuǎn)速n的表達式為： 可見改變f1即可實現(xiàn)電動機的速度調(diào)節(jié)。由于電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)及其所帶負載的特性對變頻器的正常工作有著極大的影響，所以應(yīng)掌握以下的原理與概念： 1. 異步電動機的變頻調(diào)速工作原理。 2. 異步電動機的機械特性。 3. 異步電動機的起動和制動方法。 4. 異步電動機實現(xiàn)變頻調(diào)速的要求。 5. 負載類型，恒轉(zhuǎn)矩、恒功率及二次方律負載的特點和對應(yīng)的機械特性。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,33,練習(xí)題,1. 公式 中， 表示（ ）。 A轉(zhuǎn)差率 B旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 C轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 D以上都不是 2. 卷揚機負載轉(zhuǎn)矩屬于（ ）。

22、 A恒轉(zhuǎn)矩負載 B恒功率負載 C二次方律負載 D以上都不是 3風(fēng)機、泵類負載轉(zhuǎn)矩屬于（ ）。 A恒轉(zhuǎn)矩負載 B恒功率負載 C二次方律負載 D以上都不是,填空題,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,34,第8章 變頻器的控制方式,8.1 Uf 控制 8.2 轉(zhuǎn)差頻率控制（SF控制） 8.3 矢量控制 (VC控制) 8.4 直接轉(zhuǎn)矩控制,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,35,第8章 變頻器的控制方式,8.1 Uf 控制 8.1.1 Uf 控制原理 在進行電機調(diào)速時，通常是希望保持電機中每極磁通量為額定值，并保持不變。如果磁通太弱就等于沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果過分增大磁通，又會使鐵心

23、飽和，過大的勵磁電流使繞組過熱損壞電機。 Vf控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時也改變電壓，通常是使： Vf=常數(shù) 這樣可使電動機磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，電動機的轉(zhuǎn)矩、效率、功率因數(shù)不下降。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,36,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,37,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,38,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,39,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,40,8.2 轉(zhuǎn)差頻率控制（SF控制）,在電動機允許的過 載轉(zhuǎn)矩以下，大體可以 認(rèn)為產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差 頻率成比例。另外，電 流隨轉(zhuǎn)差頻率的增加而 單調(diào)增加。所以，如果 我們給出的轉(zhuǎn)差頻率不 超過允許過載

24、時的轉(zhuǎn)差 頻率，那么就可以具有 限制電流的功能。,8.2.1轉(zhuǎn)差頻率控制原理,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,41,8.2.2 轉(zhuǎn)差頻率控制的系統(tǒng)構(gòu)成,速度調(diào)節(jié)器通常采用PI控制。它的輸入為速度設(shè)定信號2*和檢測 的電機實際速度2之間的誤差信號。速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率設(shè) 定信號s*。變頻器的設(shè)定頻率即電動機的定子電源頻率1*為轉(zhuǎn)差頻 率設(shè)定值s*與實際轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速2的和。當(dāng)電動機負載運行時，定子頻 率設(shè)定將會自動補償由負載所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差，保持電動機的速度為設(shè)定 速度。速度調(diào)節(jié)器的限幅值決定了系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)差頻率。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,42,8.3 矢量控制 (VC控制),8.3.1

25、 直流電動機與異步電動機調(diào)速上的差異 1直流電動機的調(diào)速特征 直流電動機具有兩套繞組，即勵磁繞組和電樞繞組，它們的磁場在空間上互差/2電角度，兩套繞組在電路上是互相獨立的。 2異步電動機的調(diào)速特征 異步電動機也有定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，但只有定子繞組和外部電源相接，定子電流I1是從電源吸取電流，轉(zhuǎn)子電流I2是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。因此異步電動機的定子電流應(yīng)包括兩個分量，即勵磁分量和負載分量。勵磁分量用于建立磁場；負載分量用于平衡轉(zhuǎn)子電流磁場。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,43,8.3.2 矢量控制中的等效變換,a) 三相電流繞組 b) 兩相交流繞組 c) 旋轉(zhuǎn)的直流繞組 圖8-9 異步

26、電動機的幾種等效模型,1. 坐標(biāo)變換的概念,2. 3相2相變換(3s2s),3. 2相/2相旋轉(zhuǎn)變換（2s/2r）,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,44,8.3.3 變頻器矢量控制的基本思想,1矢量控制的基本理念 圖8-12 矢量控制的示意圖,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,45,8.3.4 使用矢量控制的要求,選擇矢量控制模式，對變頻器和電動機有如下要求： 1) 一臺變頻器只能帶一臺電動機。 2) 電動機的極數(shù)要按說明書的要求，一般以4極電動機為最佳。 3) 電動機容量與變頻器的容量相當(dāng)，最多差一個等級。 4) 變頻器與電動機間的連接線不能過長，一般應(yīng)在30m以內(nèi)。如果超過30m，需要在連接好電纜后，進行離線自動調(diào)整，以重新測定電動機的相關(guān)參數(shù)。,變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,46,8.3.5 矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點和應(yīng)用范圍,1. 矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點 1）動態(tài)的高速響應(yīng) 2）低頻轉(zhuǎn)矩增大 3）控制靈活 2. 矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍 1）要求高速響應(yīng)的工作機械 2）適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境 3）高精度的電力拖動 4）四象限運轉(zhuǎn),變頻器原理與應(yīng)用（第2版）第2章,47,8.4 直接轉(zhuǎn)矩控制,8.4.1 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是繼矢量控制之后發(fā)