电力拖动自动控制系统第4版阮毅陈伯时第5章节基于稳态模型的异步电动机调速系统.ppt

电力拖动自动控制系统 —运动控制系统 基于稳态模型的异步电动机调速 在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等值电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。 基于稳态模型的调速方法 常用的基于稳态模型的异步电动机调速方法有调压调速和变压变频调速两类。 内 容 提 要 异步电动机稳态数学模型和调速方法 异步电动机调压调速 异步电动机变压变频调速 电力电子变压变频器 转速开环变压变频调速系统 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 5.1 异步电动机稳态数学模型和调速方法 异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。 稳态等值电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性。 机械特性则表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系。 5.1.1异步电动机稳态数学模型 转差率与转速的关系 异步电动机稳态等效电路 图5-1 异步电动机T型等效电路 异步电动机稳态等效电路 式中 异步电动机稳态等效电路 图5-2 异步电动机简化等效电路 异步电动机稳态等效电路 简化等效电路的相电流 异步电动机的机械特性 异步电动机传递的电磁功率 异步电动机的机械特性 异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式 ） 异步电动机的机械特性 对s求导，并令 异步电动机的机械特性 异步电动机的机械特性 将机械特性方程式分母展开 异步电动机的机械特性 当s很小时，忽略分母中含s各项 异步电动机的机械特性 当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项 异步电动机的机械特性 异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。 5.1.2异步电动机的调速方法与气隙磁通 异步电动机的调速方法 所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，以达到调速的目的。 异步电动机的调速方法 由异步电动机的机械特性方程式 异步电动机的气隙磁通 三相异步电动机定子每相电动势的有效值 异步电动机的气隙磁通 气隙磁通 5.2 异步电动机调压调速 保持电源频率为额定频率，只改变定子电压的调速方法称作调压调速。 由于受电动机绝缘和磁路饱和的限制，定子电压只能降低，不能升高，故又称作降压调速。 异步电动机调压调速 调压调速的基本特征：电动机同步转速保持额定值不变 5.2.1 异步电动机调压调速的主电路 图5-4 晶闸管交流调压器调速 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 可调 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 临界转差率保持不变 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.2 异步电动机调压调速的机械特性 5.2.3 闭环控制的调压调速系统 5.2.3 闭环控制的调压调速系统 5.2.3 闭环控制的调压调速系统 *5.2.4降压控制应用 *5.2.4降压控制应用 *软起动器 *5.2.4降压控制应用 *轻载降压运行 5.3 异步电动机变压变频调速 5.3.1 变压变频调速的基本原理 气隙磁通控制 基频以下调速 基频以下调速 基频以下调速 基频以下调速 基频以下调速 基频以上调速 变压变频调速 5.3.2 变压变频调速时的机械特性 基频以下调速 基频以下调速 基频以下调速 基频以下调速 基频以上调速 基频以上调速 基频以上调速 基频以上调速 变压变频调速时的机械特性 变压变频调速 5.3.3 基频以下电压补偿控制 5.3.3 基频以下电压补偿控制 三种磁通 恒定子磁通控制 恒定子磁通控制 恒定子磁通控制 恒定子磁通控制 恒定子磁通控制 恒气隙磁通控制 恒气隙磁通控制 恒气隙磁通控制 恒转子磁通控制 恒转子磁通控制 恒转子磁通控制 不同控制方式下的机械特性 不同控制方式的比较 不同控制方式下的比较 5.4 电力电子变压变频器 5.4 电力电子变压变频器 5.4 电力电子变压变频器 脉冲宽度调制技术 5.4.1 PWM变频器主回路 5.4.1 PWM变频器主回路 5.4.1 PWM变频器主回路 直流母线供电 直流母线供电 5.4.2正弦波脉宽调制技术 5.4.2 正弦波脉宽调制技术 *5.4.3 消除指定谐波PWM *5.4.3 消除指定谐波PWM *5.4.3 消除指定谐波PWM 5.4.4 电流跟踪PWM（CFPWM）控制技术 5.4.4 电流跟踪PWM（CFPWM）控制技术 5.4.4