交流電動機及變頻調(diào)速技術(shù)

第第頁共37頁imCOSiimsinititsin

cos圖22矢量旋轉(zhuǎn)imcos,sinisin,cosit矩陣表達(dá)式：iicos,sinimisin,cositcossin圖23矢量分析（三）、異步電動機坐標(biāo)變換結(jié)構(gòu)圖中二①乂中二①乂圖24等效異步電機內(nèi)部是控制等效直流電機im閉環(huán)，維持恒定小it閉環(huán)，實現(xiàn)間接力矩控制實現(xiàn)速度的高動態(tài)響應(yīng)...TdTfGD-dn/dt375（四）、矢量控制原理框圖圖25矢量控制典型框圖（六）、典型的矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、力矩、磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)hr6.VVR電流滯壞網(wǎng)由數(shù)發(fā)4期力拓同節(jié)轉(zhuǎn)速、力矩、磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)hr6.VVR電流滯壞網(wǎng)由數(shù)發(fā)4期力拓同節(jié)圖26轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶靠刂瓶驁DTOC\o"1-5"\h\zLm

2 ?jmT2?p1T Pn?Lm.?it?2It,imIt,imLm

ItT2? 2③優(yōu)點：得到了直流雙閉環(huán)的特性和效果,補償了磁通閉環(huán)的不足缺點：受電機參數(shù)的影響，T28，Lm2R2電機轉(zhuǎn)子參數(shù)的變化和不可測性，影響系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制精度。為此引進(jìn)了許多方法，形成了多種方案。第三章典型生產(chǎn)機械及其變頻調(diào)速系統(tǒng)第一節(jié)典型生產(chǎn)機械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載.反抗性（摩擦性）包轉(zhuǎn)矩負(fù)載這種負(fù)載性質(zhì)，具轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)，而且總是反對運動的方向。如金屬壓延，機床臺面行走。krTe-n▼圖27反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖28位能性轉(zhuǎn)矩負(fù)載.位能性負(fù)載（電梯、起重機）電梯、起重機類負(fù)載為位能性負(fù)載，其特點是負(fù)載力矩總是由重力決定，因此其方向總是的，不隨轉(zhuǎn)速方向而改變。

二通風(fēng)機、泵類負(fù)載其特點是 TKn2pKn3nn三.恒功率負(fù)載圖29通風(fēng)機負(fù)載特性nn三.恒功率負(fù)載有些生產(chǎn)機械的工藝要求，如車床。粗切消一一小，T大 p小T大由圖30可見，這種負(fù)載在額定頻率（轉(zhuǎn)速）以下為恒磁通，恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。精切消一一大，T小 p大T由圖30可見，這種負(fù)載在額定頻率（轉(zhuǎn)速）以下為恒磁通，恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。在50Hz以上，進(jìn)入弱磁區(qū)，即恒功率區(qū)第二節(jié)電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)、位能性負(fù)載的四象限運行血槍箱G1-G2圖31電梯示意圖G1=較廂自重：1000kgG2二載重，如1000kg一1?…,“第二節(jié)電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)、位能性負(fù)載的四象限運行血槍箱G1-G2圖31電梯示意圖G1=較廂自重：1000kgG2二載重，如1000kg一1?…,“P-G1G21500kg平衡重為什么這樣配置，以便獲得較小的曳引功率如空較廂時：兩邊力差500kg滿載時：兩邊力差也為500kg如果不用平衡重，就變成卷揚機了，因此在滿載時要有2000kg的提升力，這樣電機的功率就要增加4倍。圖31電梯示意圖電梯要完成四種工作狀態(tài):1、重載上升n,T 處于第一象限，電動運行狀態(tài)2、空（輕）載上升n，丁3 pG,較廂上升越來越快n4,到第二象限，電機再生制動,3、空載下降”,7W反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)：第三象限4、重載下降,羽，T重物勻速下降，電機處于制動狀態(tài)圖32電梯四象限運行電梯電動機功率選擇Gv(12)102Gv(12)102總代入上式p9.64kw對1000kg（15人）=1ms平衡系數(shù)0.5總==0.55蝸輪蝸桿0.75斜齒輪0.85無齒輪1000kgim(10.5)

?s' '1020.55選才?11.2kw的電梯專用電動機25A 6p(p=3)金茂大廈電梯G2500mg,v9啖無鑿=0.8525009m0(10.5)p s 129.75kw1020.85實際選永磁同步電動機：130kw,270v,325A,157r.p.m,41.9Hz,32極ni 一P60f6041.9157rpm16以ims電梯為例，校驗計算機機械部分參數(shù)轉(zhuǎn)動比i30.5n960rpm繩輪直掛D600mm由圖31可見：2960rpm30531.5rpm31%。0.525**少30.5 ■■60電梯的運行線速度，即為繩輪的線速度vrD22n2 Dn2 0.6m0.525ms0.99ms1ms三、電梯的運行曲線電梯是垂直交通工具，因此有一個平穩(wěn)和舒適的問題，當(dāng)然可靠性是第一位的?？刂破饎佣?一t3制動段t4-t7的所謂S形曲線，就是為了限制其加速度和加加速度，以使人感到舒適。一般a0.8%因此要求變頻器有S曲線功能，或電腦控制板有S曲線的速度指令曲線。要實現(xiàn)速度的S曲線，關(guān)鍵是電動機的力矩控制，特別是起動和制動這一階段電動機必須有適當(dāng)?shù)膭討B(tài)力矩，以控制dndt。為此電梯需用“矢量控制”變頻器，并且要在現(xiàn)場適當(dāng)?shù)卣{(diào)整到“舒適”為止。圖33電梯運行速度圖第三節(jié) 風(fēng)機和水泵的節(jié)能調(diào)速風(fēng)機水泵的電力消耗約占全國總發(fā)電量的30%,因此其節(jié)電調(diào)速的意義很重大。過去風(fēng)機和泵常用恒速電機驅(qū)動，控制流量靠閥門或擋板，這樣浪費很多電臺匕目匕風(fēng)機和泵類負(fù)載的主要參數(shù)有：流量Q：（m3s，m3min，m3h）壓力H（Pa,mpa）,軸功率PsQ%000（KW）電動機功率：p旦0gQa圖34風(fēng)機的特性曲線和管道阻力曲線A點：擋板全打開，這時的流量Qa,壓力Ha電機功率：PaQJ'kw102總當(dāng)需要流量減小，采用關(guān)閉一些擋板的辦法，使工作于B點，這時由于關(guān)閉一些擋板，管道的阻力曲線變?yōu)镽2oB點：Qb減少了些，Hb增多一些：QcHrQ^ 這時功率并沒有減小，也有可能有所增加。102變成了擋板出口的發(fā)熱量。因此用擋板調(diào)節(jié)流量的辦法并沒有減小電機的功耗。C點：如果用變頻的辦法，把電機的轉(zhuǎn)速減?。╢J）,而把擋板取消。為了獲得同樣小的Qb0得到C點：（Qb,Hc（?。┻@時PcQB_±2顯然小得多與用擋板調(diào)節(jié)相比節(jié)約了HbBCHc這塊102總矩形的面積，所以水泵風(fēng)機變頻調(diào)速的節(jié)能效果至少在 30%~40%。當(dāng)然，風(fēng)機、水泵使用變頻調(diào)速以后也提高了供風(fēng)和供水的質(zhì)量， 便于實現(xiàn)自動化。有些變頻器公司生產(chǎn)一種專用于水泵風(fēng)機的變頻器， HVACo其特點是控制簡單，只有%控制；調(diào)速范圍不大，如f20.5fi,則轉(zhuǎn)速n下降到一半。p′2（0.5）3P20.125P2；要具有內(nèi)置PI調(diào)節(jié)，及溫度、壓力、濕度等反饋信號輸入接口（―10v,4-20mA）,以便組成閉環(huán)控制；一般不需要制動單元。

舉例：某紡織廠中央空調(diào)系統(tǒng)圖35中央空調(diào)變頻控制示意圖控制車間溫度和濕度溫度控制：鼓風(fēng)機，引風(fēng)機（溫度閉環(huán)）濕度控制：噴淋機 （濕度閉環(huán)）第四節(jié)變頻調(diào)速用于速度同步和主從控制、簡單的開環(huán)同步方法（準(zhǔn)同步，要求不高的場合）1）、公共給定電源：g10v統(tǒng)一指令，并聯(lián)給定2）、串聯(lián)電流指令簡單但距離有限3）、一臺變