電氣調(diào)速系統(tǒng)ppt課件-資料下載頁
2025-01-08 00:35本頁面
【正文】 ? ? ? ?spfnsn ???? 1601 11三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子相電勢的有效值為 ?? 1111 kfE ?1E1f1k1??式中 — 每相感應(yīng)電動(dòng)勢 (V)； — 定子電源電壓頻率 (Hz)； — 定子繞組等值匝數(shù)； — 定子繞組的實(shí)際匝數(shù)； — 氣隙中的磁通量。 公式 如果不計(jì)定子阻抗電壓降，則感應(yīng)電動(dòng)勢近似等于定子外加電壓 ??? 11111 kfEU ?22 c o s ?IKT m ??2I2cos?mK式中 — 轉(zhuǎn)子電流； — 轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)； — 轉(zhuǎn)矩常數(shù)； 1． 基頻以下調(diào)速控制 （ 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 ） 要保持 Φ不變 ， 當(dāng)頻率 f1從額定值 f1向下調(diào)節(jié)時(shí) ， 必須同時(shí)降低 E1， 使： 常值?11fE即采用恒定的電動(dòng)勢／頻率比的控制方式 。 基頻下調(diào)速 然而 ， 繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢是難以直接控制的 ， 當(dāng)電動(dòng)勢值較高時(shí) ， 可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降 ， 而認(rèn)為定子相電壓 U1≈E1， 則得 常值?11fU這是恒壓頻比的控制方式 。 低頻時(shí) ， U1和 El都較小 ， 定子阻抗壓降所占的分量就比較顯著 ， 不能再忽略 。 這時(shí) ， 可以人為地把電壓 Ul抬高一些 ，以便近似地補(bǔ)償定子壓降 。 圖 4一 35 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速控制特性 圖 4一 34 恒壓頻比控制特性 a一無補(bǔ)償 b一帶定子壓降補(bǔ)償 圖 434 35 2．基頻以上調(diào)速（恒磁通調(diào)速） 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從 f1往上增高，但電壓 U1卻不能超過額定電壓 U1N，最多只能保持 U1=UlN。這將迫使磁通與頻率成反比地降低，拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩也下降，且調(diào)頻倍數(shù)越高，轉(zhuǎn)速越高，拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩越低。這時(shí)可以認(rèn)為轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的乘積不變。 這樣在基頻以上調(diào)速時(shí)，則采用只調(diào)頻率不調(diào)電壓的近似恒功率調(diào)速方式。 把基頻以下和基頻以上兩種情況結(jié)合起來，可得圖 4一 35所示的變壓變頻調(diào)速控制特性。這樣，在基頻以下，由于磁通恒定轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)；而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速?！? 基頻上調(diào)速 五、變頻器的分類及特點(diǎn) 變頻器 —— 給異步電動(dòng)機(jī)提供頻率及電壓可變的電源裝置，可以對電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速控制。 交 —— 交變頻器（直接變頻器）：把固定頻率、固定電壓的交流電源變換為電壓和頻率都可調(diào)的交流電源。只能一次換能，效率低，輸出的最高頻率指示電網(wǎng)頻率的 1/2～ 1/3，所以只用于低速大容量場合。 交 —— 直 —— 交變頻器（間接變頻器）：把固定頻率、固定電壓的交流電源先整流成幅值可變的直流電源，然后再將此直流電源變換為頻率可調(diào)的交流電源 五、變頻器的分類及特點(diǎn) 表 4－ 3 交－交變頻器與交－直－交變頻器主要特點(diǎn)比較 常見變頻器為交一直一交形式的變頻器 , 由整流電路，中間濾波環(huán)節(jié)和逆變電路三部分組成 ,如上圖所示 圖 整流電路將固定幅值和頻率的電網(wǎng)交流電變換成直流電；濾波環(huán)節(jié)用于減小整流以后的電壓和電流的波紋；逆變電路作用與整流電路相反，將直流電變換成幅值、頻率可調(diào)的交流電，實(shí)現(xiàn)變壓變頻。隨著新型電力電子器件的研制、開發(fā)，由功率晶體管 (GTR)、可關(guān)斷晶閘管 (GTO)、絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）等電力器件作開關(guān)元件組成的逆變器得到了普遍采用。通過逆變器調(diào)節(jié)，使得輸出交流電壓既實(shí)現(xiàn)調(diào)頻又實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，既變頻變壓都由逆變器承擔(dān)。 電壓型變頻器 電壓型 438 特點(diǎn)： 1）恒電壓源； 2）輸出的電壓波形近似矩形； 3）結(jié)構(gòu)簡單，使用廣泛； 4）在深度控制時(shí)，電源側(cè)功率因數(shù)低； 5）因存在較大的濾波電容，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢； 特點(diǎn) 電流型變頻器 與電壓型變頻器的區(qū)別： 1）沒有大電容，直流回路中串入大電感，用于吸收無功功率，屬于恒電流源； 2）輸出的電壓波為比較直的矩形波； 3）在逆變器中沒有反并聯(lián)的二極管，導(dǎo)通角為 2π/3； 表 4－ 4 電流型變頻器與電壓型變頻器主要特點(diǎn)比較（ P94） 電流型 五、脈寬調(diào)制型（ PWM）變頻器及異步電動(dòng)機(jī)矢量控制原理 1. 脈寬調(diào)制型變頻器 （簡單 PWM逆變器） (Pulse Width Modulation) 脈沖寬度調(diào)制 (Pulse Width Modulation)，簡稱脈寬調(diào)制，或PWM。圖 4— 42為脈沖寬度調(diào)制型變頻器系統(tǒng)圖。 五、脈寬調(diào)制型 442 圖 簡單 PWM逆變器電路原理圖及電壓波形 波形圖 圖 單相橋式 PWM變頻電路 單橋式變頻電路 前圖是由 GTR組成的 PWM變頻器的原理圖。由圖可知，該變頻器的整流部分采用的是不可控整流橋，它的輸出電壓經(jīng)電容濾波 (附加小電感限流 )后為一不可調(diào)的恒定的直流電壓 Ud，逆變部分的主體是四只功率晶體管作開關(guān)元件，只要按一定規(guī)律控制逆變器中功率開關(guān) V1～ V4的導(dǎo)通和關(guān)斷，逆變器的輸出端即可獲得一系列恒幅調(diào)寬的矩形波交流電壓。電路中與功率晶體管反并聯(lián)二極管的作用是，在帶電感量較大的感性負(fù)載時(shí)，為開關(guān)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷時(shí)提供一續(xù)流通道。 2. 正弦脈寬調(diào)制 (SPWM)型逆變電路 正弦脈沖寬度調(diào)制(SPWM)的控制思想，是利用逆變器按一定的規(guī)律控制其開關(guān)元件的通斷，在輸出端獲得一組等幅不等寬的脈沖，其脈寬按正弦規(guī)律分布，以此脈沖來等效正弦波。 圖 4— 43 SPWM控制的基本原理 正弦脈寬調(diào)制 4－ 43 1) 單極性控制方式 圖 單極性 SPWM控制方式原理波形 1）圖單極性 SPWM 2) 雙極性控制方式 圖 雙極性 PWM控制方式原理波形 2）圖雙極性 PWM 3) 三相橋式 PWM變頻器 圖 三相橋式 PWM變頻電路 3）三線橋式 PWM 三相橋式PWM變頻波形 圖波形 實(shí)物圖 實(shí)物圖 實(shí)物圖 問 題 課 間 休 息 下 課
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