交流調(diào)速1.ppt

1、第一章 異步電動機變頻調(diào)速理論基礎(chǔ),山東大學 崔納新,第一章 異步電動機變壓變頻調(diào)速理論基礎(chǔ),異步電動機變壓變頻（VVVF）調(diào)速系統(tǒng)簡稱變頻調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速技術(shù)的關(guān)鍵是如何獲得頻率可變的大功率供電電源-變頻器。 不同的控制方式所得到的調(diào)速性能、特性及用途是不同的。變頻調(diào)速的控制方式可分為兩大類： 開環(huán)控制-U/f控制方式； 閉環(huán)控制-轉(zhuǎn)差頻率控制 矢量控制 直接轉(zhuǎn)矩控制,第一章 異步電動機變壓變頻調(diào)速理論基礎(chǔ),1.1 異步電動機運行原理 1.2 異步電動機的機械特性 1.3 變頻調(diào)速的基本控制方式 1.4 負載轉(zhuǎn)矩特性及其與調(diào)速方式的配合,1.1 異步電動機運行原理,一、 異步電動機的結(jié)構(gòu)及

2、工作原理 1） 三相異步電動機的結(jié)構(gòu) 定子 轉(zhuǎn)子 機座,1） 三相異步電動機的結(jié)構(gòu),按照構(gòu)造的不同，異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩種結(jié)構(gòu)。 籠型轉(zhuǎn)子異步電動機 籠型轉(zhuǎn)子的各相由單根導(dǎo)條組成，由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)的電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，不需要由外電源供電，因此轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端由短路環(huán)短路。如果去掉鐵心，整個繞組的外形就像一個籠子。對于中小容量異步電機，一般用鋁將轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與短路環(huán)鑄在一起，即其轉(zhuǎn)子回路是封閉的。,1） 三相異步電動機的結(jié)構(gòu),繞線轉(zhuǎn)子異步電動機 繞線型轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一樣，也是對稱的三相繞組，連接成星形，再通過集電環(huán)和電刷接到外部電路，即其轉(zhuǎn)子回路是開放的。,1） 三相異步電

3、動機的結(jié)構(gòu),在外部電路可串入附加電阻來改善電機的啟動特性或?qū)崿F(xiàn)調(diào)速，即可以通過增大轉(zhuǎn)子回路的電阻來提高電機的啟動轉(zhuǎn)矩或降低電機的轉(zhuǎn)速。,繞線轉(zhuǎn)子異步電機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本比籠型轉(zhuǎn)子異步電動機高，一般只在有特殊需要的場合使用。,2） 三相異步電動機的工作原理,當異步電動機的三相定子繞組中通入三相對稱正弦電流后，即在定轉(zhuǎn)子之間的氣隙中建立起以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條被該旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。,根據(jù)電磁力定律，通有電流的導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中，必然會受到電磁力的作用。再由左手定則可知，轉(zhuǎn)子上所有導(dǎo)條受到的電磁力形成一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場逆時針方

4、向旋轉(zhuǎn)。,3） 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率,同步轉(zhuǎn)速：異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)差率 三相異步電動機在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)差率很低，在15%之間。當n = 0時，轉(zhuǎn)差率為100（通常稱轉(zhuǎn)差率為1），這時的轉(zhuǎn)差率最大。當轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時（nn0），轉(zhuǎn)差率為負值。,二、異步電動機的功率損耗與效率 1. 定子銅耗PCus 2. 鐵心損耗 PFe 3. 轉(zhuǎn)子銅耗PCur 4. 機械損耗P 5 .雜散損耗,效率 異步電動機的效率定義為輸出功率P2與定子側(cè)輸入功率P1的比值：,式中，,異步電動機的效率通常在75%額定負載附近達到最大，在75%至額定負載時接近最大，輕載時效率明顯下降。,三、 異步電動機的等效電路,根據(jù)

5、電機學原理，經(jīng)頻率和繞組的歸算，把異步電動機轉(zhuǎn)子繞組的頻率、相數(shù)及每相串聯(lián)匝數(shù)都歸算成和定子繞組一樣，可得到交流異步電動機在穩(wěn)態(tài)時每相的等效電路如圖1-6所示。,三、 異步電動機的等效電路,該等效電路基于以下假定條件： （1）忽略空間和時間諧波。假設(shè)定子三相繞組和轉(zhuǎn)子三相繞組在空間對稱分布，各相電流所產(chǎn)生的磁勢在空間呈正弦分布； （2）忽略磁路飽和； （3）不考慮溫度和頻率變化對電機參數(shù)的影響。,四、異步電動機的電流與轉(zhuǎn)矩,在圖1-6的等效電路中忽略鐵心損耗，可以導(dǎo)出,把轉(zhuǎn)子的總機械功率PM除以機械角速度，可得轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩Te為,由于總機械功率PM = (1-s)Pe，轉(zhuǎn)子機械角速度 =(1-s)0，所以電磁轉(zhuǎn)矩