变频技术 教学课件 作者 李长军、邹火军第一章 §1 1.pptVIP

第一章 通用变频器基础知识 §1-1 三相交流异步电动机的调速原理 学习目标 1．理解三相交流异步电动机的工作原理。 2．掌握三相交流异步电动机的调速方法。 3．理解三相交流异步电动机变频调速的机械特性。 1. 旋转磁场与转差率 （1）旋转磁场的产生 一、三相交流异步电动机的工作原理 旋转磁场的产生过程 旋转磁场的产生过程 （2）旋转磁场转速（同步转速） 式中　n1—旋转磁场的转速， r/ min； f1—电源的频率，Hz； p —电动机旋转磁场的磁极对数。 （3）旋转磁场的转向 旋转磁场的转向由电源的相序决定：电源为正序（或顺序，按U-V-W排列），则旋转磁场为顺时针方向旋转；电源为逆相序（或反序，按W-V-U排列），旋转磁场为逆时针方向旋转。 （4）三相交流异步电动机的工作原理 三相交流异步电动机的工作原理 2. 转差率s 式中　s—转差率； n1—同步转速，r/ min； n —转子转速，r/ min。 二、三相交流异步电动机的调速 转子转速n 的表达式为： 根据三相交流异步电动机的转速公式可知，三相交流异步电动机的调速方法有: 变频（f1）调速、变极（p） 调速、变转差率（s）调速三种。 1. 变极调速 定义：电源频率不变的条件下，通过改变定子空间磁极对数的方式改变同步转速，从而达到调速的目的。 三相交流异步电动机的变极调速是有级调速，通过改变磁极对数p，可以得到2∶ 1 调速、3∶2 调速、4∶3 调速及三速电动机等，调速的级数很少。 2. 变转差率调速 变转差率调速一般仅适用于绕线型异步电动机，具体实现调速的方法很多。例如：转子串电阻的串级调速、调压调速等。随着s的增大，电动机的机械特性变软，效率降低。 3.变频调速 （1）基频以下恒磁通（恒转矩）变频调速 1）恒磁通变频调速的原因。 恒磁通变频调速实质上就是调速时要保证电动机的电磁转矩恒定不变，这是因为电磁转矩与磁通成正比的关系。 2）保证变频调速时磁通恒定 恒压频比控制方程式： U1 / f1 与E1 / f1 的关系 图中，1 为U1 / f1 = const 时的电压与频率关系曲线； 2为有电压补偿时，近似的E1 / f1 = const 的电压与频率关系曲线。 笼型异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，采用所谓变压变频（Variable Voltage Variable Frequency，VVVF）调速控制。 3）恒磁通变频调速机械特性 变频调速机械特性 a) U1 / f1 = const　b) 定子电压补偿　c) 端电压补偿的U1 和f1 之间的函数关系 （2）基频以上恒功率（恒电压）变频调速 随着f1 升高，即转速升高，ω1 越大，主磁通Φ1 必须相应下降，才能保持平衡，而电磁转矩越低，T 与ω1 的乘积可以近似认为不变，即 随着转速的提高，电压恒定，磁通就自然下降，当转子电流不变时，其电磁转矩就会减小，而电磁功率却保持恒定不变。 变频调速控制特性 第一章 通用变频器基础知识