变频器原理及应用.ppt

三相异步电动机变频调速机械特性基频以下时的机械特性（1）基频以下时的机械特性1）理想空载转速：f1↓→n0↓2）最大转矩：最大转矩是确定机械特性的关键点，它们的特征如下：从额定频率向下调频时，理想空载转速减小，最大转矩逐渐减小。②频率在额定频率附近下调时，最大转矩减少很少，可以近似认为不变；频率调得很低时，最大转矩减小很快。③频率不同时，最大转矩点对应的转差△nm变化不是很大，所以稳定工作区的机械特性基本是平行的。基频以上时的机械特性在基频以上调速时，频率从额定频率往上调节，但定子电压不可能超过额定电压，只能保持额定电压。理想空载转速：f1↑→n0↑最大转矩：额定频率以上调频时，理想空载转速增大，最大转矩大幅减小。最大转矩点对应的转差△nm几乎不变，但由于最大转矩减小很多，所以机械特性斜度加大，特性变软。（3）变频调速特性的特点1）恒转矩的调速特性(如提升机的行走机构、皮带运输机、轧钢机的平行移动机构等都属于恒转矩负载）在频率小于额定频率的范围内，经过补偿后的机械特性的最大转矩基本为一定值，因此这区域基本为恒转矩区域，适合带恒转矩的负载。2）恒功率的调速特性（负载转矩与转速成反比，如轧钢机的主传动机构）在频率大于额定频率的范围内，机械特性的最大电磁功率基本为一定值，电动机近似具有恒功率的调速特性，适合带恒功率的负载。2．变频器的控制方式控制方式大体可分：V/F控制方式转差频率控制矢量控制（1）V/F控制V/F控制是一种比较简单的控制方式。基本特点是对变频器的输出电压和频率同时进行控制，通过提高U/f比来补偿频率下调时引起的最大转矩下降而得到所需的转矩特性。变频器的U/f控制曲线为了方便用户选择U/f比，变频器通常都是以U/f控制曲线的方式提供给用户，让用户选择。基本U/f控制曲线基本U/f线特点：在f=0时，不同的U/f曲线电压补偿值不同。适用负载：经过补偿的U/f曲线适用于低速时需要较大转矩的负载，且根据低速时负载的大小来确定补偿程度，选择U/f线。转矩补偿的U/f曲线特点：低速时，U/f线在基本U/f曲线的下方。适用负载：主要适用于风机、、泵类的平方率。由于这种负载的阻转矩和转速的平方成正比，即低速时负载转矩很小，即使不补偿，电动机输出的电磁转矩都足以带动负载。负补偿的U/f曲线适用负载：负载转矩与转速大致成比例的负载。在低速时补偿少，在高速时补偿程度需要加大。特点：U/f曲线由几段组成，每段的U/f值均由用户自行给定。分段U/f比的补偿线U/f比分段补偿线将拖动系统连接好，带以最重的负载。根据所带负载的性质，选择一个较小的U/f曲线，在低速时观察电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，需将U/f曲线提高一档。依次类推，直到电动机在低速时的带负载能力达到拖动系统的要求。如果负载经常变化，在②中选择的U/f曲线，还需要在轻载和空载状态下进行检验。方法是：将拖动系统带以最轻的负载或空载，在低速下运行，观察定子电流的大小，如果过大或者变频器调闸，说明原来选择的U/f曲线过大，补偿过分，需要适当调低U/f曲线。选择U/f控制曲线时常用的操作方法转差频率控制方式是一种对V/F控制的一种改进。01利用了速度传感器的速度闭环控制，并在一定程度上对输出转矩进行控制在负载发生较大变化时，仍能达到较高的速度精度和具有较好的转矩特性。02转差频率控制（3）矢量控制矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流在理论上分成两部分：产生磁场的电流分量（磁场电流）和与磁场相垂直、产生转矩的电流分量（转矩电流），并分别加以控制。使用矢量控制的要求：1）矢量控制的设定2）矢量控制的要求3）使用矢量控制的注意事项在使用矢量控制时，可以选择是否需要速度反馈；频率显示以给定频率为好。三种控制方式的特性比较名称V/F控制转差频率控制矢量控制加减速特性急加减速控制有限，4象限运转时在零速度附近有空载时间，过电流抑制能力小急加减速控制有限度（比U/f控制有提高），4象限运转时通常在零速度附近有空载时间，过电流抑制能力中急加减速时的控制无限度，可以进行连续4象限运转，过电流抑制能力速度控制范围1：101：201：100以上响应－5～10rad/s30～100rad/s定常精度根据负载条件转差频率发生变动与速度检出精度、控制运算精度有关模拟最大值的0.5％数字最大值的0.05％转矩控制原理上不可能除车辆调速等外，一般不适用适用可以控制静止转矩通用性基本上不需要因电动机特性差异进行调整需要根据电动机特