交流电动机变频调速系统控制方案的选择_应用案例

交流电动机变频调速系统控制方案的选择

点击数：7728 次录入时间：03-04 11:59:32 整理：http://www.55dianzi.com 应用案例

一、交流电动机变频调速

交流电动机不论三相异步电动机还是三相同步电动机，它们的转速N公式为：

N0=60F/P （同步电动机） N=N0(1-S)=60F/P(1-S) （异步电动机）

式中：F-频率；P-极对数；S-转差率（0～3%或0～6%）。

由转速公式可见，只要设法改变三相交流电动机的供电率F，就十分方便地改变了电动机的转速N。比改变极对数P和转差率S两个参数简单得多，特别是近二十多年来，静态电力变频调速器突飞猛进的发展，使得三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。

实际上仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性。例如：标准设计的三相异步电动机，380V，50Hz。如果电压不变，只改变频率，会产生什么问题？380V不变，频率下调(<50Hz)，会使电机气隙磁通φ(约等于V/F)饱和；反之，380V不变，频率向上调(>50Hz)，则使磁通减弱。所以，真正应用变频调速时，一般需要同时改变电压和频率，以保持磁通基本恒定。因此，变频调速器又称为VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置。

二、交流电动机变频调速四种控制方案的分析

根据生产的要求，变频器的型式和电动机的种类，会出现多种多样的变频调速控制方案。这里只讨论交-直-交(Ac-Dc-Ac)变频器。至于交-交循环变频器（Ac-Ac相控变频）以及自同步控制逆变器（不论Ac-Ac方式还是Ac-Dc-Ac方式），即俗称无换向器电动机，均不展开讨论。

１、开环控制的通用变频器三相异步电动机变频调速系统

控制框图如图1所示。

图1 开环异步机变频调速
VVVF-通用变频器 IM-异步电动机

该控制方案结构简单，可靠性高。但是，由于是开环控制方式，其调速精度和动态响应特性并不是十分理想。尤其是在低速区域电压调整比较困难，不可能得到较大的调速范围和较高的调速精度。异步电动机存在转差率，转速随负荷力矩变化而变动，即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能，也难以达到0.5%的精度，所以采用这种V/F控制的通用变频器异步机开环变频调速适用于一般要求不高的场合，例如风机、水泵等机械。

2、无速度传感器的矢量控制变频器异步电机变频调速系统

控制框图如图2所示。

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