電氣傳動(dòng)控制技術(shù)

1、 第一節(jié)第一節(jié) 直流調(diào)速的一般基礎(chǔ)直流調(diào)速的一般基礎(chǔ) 第二節(jié)第二節(jié) 交流調(diào)速的一般基礎(chǔ)交流調(diào)速的一般基礎(chǔ)1.4 對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求及調(diào)速指標(biāo)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求及調(diào)速指標(biāo)1.1 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)1.3 調(diào)速方式及機(jī)械特性調(diào)速方式及機(jī)械特性1.2 可控直流電源可控直流電源： 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有著成熟的數(shù)學(xué)模型，調(diào)速精度直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有著成熟的數(shù)學(xué)模型，調(diào)速精度 高、應(yīng)用范圍廣。高、應(yīng)用范圍廣。 具有極好的運(yùn)行性能和控制特性，良好的起、制動(dòng)性具有極好的運(yùn)行性能和控制特性，良好的起、制動(dòng)性 能，易于在廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速。能，易于在廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速。： 在軋鋼機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金

2、屬在軋鋼機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬 切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電 力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到廣范應(yīng)用。力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到廣范應(yīng)用。 為什么分析直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)？為什么分析直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)？1.1 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)1.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)的工作原理他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)自勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)自勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)2.直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)3. 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式eddCRIUn0改變電樞回路電阻改變電樞回路電阻R減弱勵(lì)

3、磁磁通減弱勵(lì)磁磁通調(diào)節(jié)電樞供電電壓調(diào)節(jié)電樞供電電壓U 改變改變Ud0就得到一組相互平行的機(jī)械特性曲線就得到一組相互平行的機(jī)械特性曲線 如果如果連續(xù)連續(xù)改變可控電源電壓，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以平滑連續(xù)地改變可控電源電壓，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以平滑連續(xù)地調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：機(jī)械特性較硬，負(fù)載不變時(shí)，轉(zhuǎn)速降機(jī)械特性較硬，負(fù)載不變時(shí)，轉(zhuǎn)速降n不變不變由于容許的輸出轉(zhuǎn)矩恒定，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性負(fù)載的拖動(dòng)調(diào)由于容許的輸出轉(zhuǎn)矩恒定，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性負(fù)載的拖動(dòng)調(diào)速，能充分利用電動(dòng)機(jī)的容量速，能充分利用電動(dòng)機(jī)的容量由于電樞回路時(shí)間常數(shù)小，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適合于由于電樞回路時(shí)間常數(shù)小，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適合于

4、要求快速起、制動(dòng)的設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，如初軋機(jī)、龍要求快速起、制動(dòng)的設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，如初軋機(jī)、龍門刨床等設(shè)備。門刨床等設(shè)備。 改變電樞回路電阻的調(diào)速方法就是在電樞回路中改變電樞回路電阻的調(diào)速方法就是在電樞回路中串接附加電阻串接附加電阻R1、R2來(lái)改變電動(dòng)機(jī)電樞端電來(lái)改變電動(dòng)機(jī)電樞端電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。 abcn2n2n1（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）調(diào)速不連續(xù)，不平穩(wěn)；）調(diào)速不連續(xù)，不平穩(wěn)；（3）機(jī)械特性軟，從而影響調(diào)速范圍；）機(jī)械特性軟，從而影響調(diào)速范圍；（4）電動(dòng)機(jī)速度的改變是靠改變電樞回路串接）電動(dòng)機(jī)速度的改變是靠改變電樞回路串接 電阻大小來(lái)

5、實(shí)現(xiàn)的，調(diào)速范圍越大，串入電阻大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)速范圍越大，串入 的電阻就越大，相應(yīng)地電阻上消耗的能量的電阻就越大，相應(yīng)地電阻上消耗的能量 就越大，這是很不經(jīng)濟(jì)的。就越大，這是很不經(jīng)濟(jì)的。改變電樞回路電阻調(diào)速的改變電樞回路電阻調(diào)速的特點(diǎn)特點(diǎn) 當(dāng)負(fù)載電流不變時(shí)，改變可控電壓當(dāng)負(fù)載電流不變時(shí)，改變可控電壓Uf，也就是說(shuō)，也就是說(shuō)改變電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通量改變電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速降都在變化，隨著磁通量的減少，轉(zhuǎn)速速和轉(zhuǎn)速降都在變化，隨著磁通量的減少，轉(zhuǎn)速降就越來(lái)越大，機(jī)械特性也就越軟。降就越來(lái)越大，機(jī)械特性也就越軟。 （1）機(jī)械特性軟，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)較大

6、；）機(jī)械特性軟，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)較大；（2）可控電源容量小，一般為電動(dòng)機(jī)容量的）可控電源容量小，一般為電動(dòng)機(jī)容量的 10%以下，電源設(shè)備造價(jià)低；以下，電源設(shè)備造價(jià)低；（3）磁場(chǎng)的時(shí)間常數(shù)大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，）磁場(chǎng)的時(shí)間常數(shù)大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢， 適合于起、制動(dòng)快速性要求不高的設(shè)備的適合于起、制動(dòng)快速性要求不高的設(shè)備的 傳動(dòng)控制。傳動(dòng)控制。改變勵(lì)磁調(diào)速的特點(diǎn)：改變勵(lì)磁調(diào)速的特點(diǎn)：2022-5-1313三種調(diào)速方法的性能比較三種調(diào)速方法的性能比較 對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好，無(wú)級(jí)調(diào)速，說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞供電電

7、壓的方式為最好，無(wú)級(jí)調(diào)速，并且調(diào)速范圍大。并且調(diào)速范圍大。 改變電阻只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速；改變電阻只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速； 減弱磁通也能夠?qū)崿F(xiàn)平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不減弱磁通也能夠?qū)崿F(xiàn)平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。上作小范圍的弱磁升速。 1.2 可控直流電源可控直流電源G-M系統(tǒng)系統(tǒng)V-M系統(tǒng)系統(tǒng)PWM系統(tǒng)系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)G-M系統(tǒng)系統(tǒng) 改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓發(fā)電機(jī)輸出電壓發(fā)電機(jī)輸出電壓直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓 改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速即即旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流

8、機(jī)組，工作過(guò)程如下：，工作過(guò)程如下：2022-5-1316旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī) 組成機(jī)組，組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。上世紀(jì)以獲得可調(diào)的直流電壓。上世紀(jì)4060年代廣泛應(yīng)用。年代廣泛應(yīng)用。特點(diǎn)：特點(diǎn)：適用于對(duì)調(diào)速性能適用于對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合；要求不高的場(chǎng)合；且一套系統(tǒng)至少包且一套系統(tǒng)至少包括兩臺(tái)電機(jī)和一臺(tái)括兩臺(tái)電機(jī)和一臺(tái)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、效率多、體積大、效率低、維護(hù)不方便。低、維護(hù)不方便。目前很少采用。目前很少采用。PWM-M系統(tǒng)交交-直型電力機(jī)車直型電力機(jī)車PWM-M系統(tǒng)信號(hào)流動(dòng)過(guò)程：系統(tǒng)信號(hào)流動(dòng)過(guò)程：2

9、022-5-1319PWM調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)電源采用不控整流源；電源采用不控整流源；系統(tǒng)頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)速范圍寬，電動(dòng)低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)速范圍寬，電動(dòng) 機(jī)損耗和發(fā)熱較??；機(jī)損耗和發(fā)熱較小；電網(wǎng)功率因數(shù)高，效率高；電網(wǎng)功率因數(shù)高，效率高；電路簡(jiǎn)單，控制方便。電路簡(jiǎn)單，控制方便。受器件容量限制，只用于中、小功率的系統(tǒng)。受器件容量限制，只用于中、小功率的系統(tǒng)。 V-M系統(tǒng)系統(tǒng)d0dedUEI RCn I R21op0ed0dnnCRIUnCRInedopCAUCUne2e0d0cos機(jī)械特性表達(dá)式機(jī)械

10、特性表達(dá)式n 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；）；Ud0 空載整流電壓（空載整流電壓（V）；）；Id 電樞電流（電樞電流（A）；）；R 電樞回路總電阻（電樞回路總電阻（ ）；）； 勵(lì)磁磁通（勵(lì)磁磁通（Wb）；）；Ce 由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定 的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；no 理想空載轉(zhuǎn)速（理想空載轉(zhuǎn)速（r/min）；）；nop 開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速降（開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速降（r/min）；）；U2 整流變壓器副邊相電壓有整流變壓器副邊相電壓有 效值（效值（V） 。對(duì)三相零式整流電路，對(duì)三相零式整流電路，A=1.17；對(duì)三相全控橋式整流電路，對(duì)三相全控橋式整流電路，A=2.34； 1.3 直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速

11、方式及機(jī)械特性直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方式及機(jī)械特性2022-5-1322 V- -M系統(tǒng)調(diào)速的三種方式系統(tǒng)調(diào)速的三種方式 1）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速工作條件：工作條件： 保持勵(lì)磁保持勵(lì)磁 = N ； 保持電阻保持電阻 R = Ra調(diào)節(jié)過(guò)程：調(diào)節(jié)過(guò)程： 改變電壓改變電壓 UN U U n ， n0 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線平行下移。線平行下移。nn0OIILUNU 1U 2U 3nNn1n2n3調(diào)壓調(diào)速特性曲線調(diào)壓調(diào)速特性曲線2022-5-13232）調(diào)阻調(diào)速）調(diào)阻調(diào)速工作條件：工作條件： 保持勵(lì)磁保持勵(lì)磁 = N ； 保持保持電壓電壓 U =UN ；調(diào)節(jié)過(guò)程：調(diào)

12、節(jié)過(guò)程： 改變?cè)黾与娮韪淖冊(cè)黾与娮?Ra R R n ，n0不變；不變； 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線變軟。變軟。nn0OIILR aR 1R 2R 3nNn1n2n3調(diào)阻調(diào)速特性曲線調(diào)阻調(diào)速特性曲線2022-5-133）調(diào)磁調(diào)速）調(diào)磁調(diào)速工作條件：工作條件： 保持電壓保持電壓 U =UN ； 保持電阻保持電阻 R = Ra ；調(diào)節(jié)過(guò)程：調(diào)節(jié)過(guò)程： 減小勵(lì)磁減小勵(lì)磁 N n ， n0 調(diào)速特性：調(diào)速特性： 轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線變軟。變軟。調(diào)磁調(diào)速特性曲線調(diào)磁調(diào)速特性曲線nn0OTeTL N 1 2 3nNn1n2n32022-5-1

13、3251.4 生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求及調(diào)速指標(biāo)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的控制要求及調(diào)速指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)速度控制速度控制主要要求主要要求1.調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)控制要求控制要求調(diào)調(diào) 速速穩(wěn)穩(wěn) 速速加、減速加、減速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分擋地或平滑地調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，分擋地或平滑地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（靜靜）。）。以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行定運(yùn)行(靜靜) ；在可能的干擾下，；在可能的干擾下，不允許有過(guò)大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)不允許有過(guò)大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)(動(dòng)動(dòng))。頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；減速盡量快，以提高生

14、產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起、制動(dòng)盡量平穩(wěn)則要求起、制動(dòng)盡量平穩(wěn)(動(dòng)動(dòng)) 。2022-5-1326 調(diào)速范圍調(diào)速范圍(靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)) minmaxnnD 其中：其中：nmin 和和nmax 一般都指電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。一般都指電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。 對(duì)于負(fù)載很輕的機(jī)械，可用實(shí)際負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。對(duì)于負(fù)載很輕的機(jī)械，可用實(shí)際負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。 在不弱磁的調(diào)速系統(tǒng)中，在不弱磁的調(diào)速系統(tǒng)中， nmaxnnom2.調(diào)速指標(biāo)調(diào)速指標(biāo)2022-5-1327 靜差率靜差率(靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)) 當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空

15、載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 nnom，與理想空載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作靜差率之比，稱作靜差率 %)100(0nomnnSenomnomCIRnnn01 0IILUnU 1n2nnomn02 2022-5-1328 靜差率與機(jī)械特性靜差率與機(jī)械特性 靜差率靜差率是用來(lái)衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)是用來(lái)衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。如果電載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。如果電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性很軟，轉(zhuǎn)速降落大，動(dòng)機(jī)機(jī)械特性很軟，轉(zhuǎn)速降落大，則靜差率大，表示系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化則靜差率大，表示系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化敏感，即轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性差。靜差率敏感，即轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性差。靜差率和機(jī)

16、械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。 然而，靜差率和機(jī)械特性硬度又然而，靜差率和機(jī)械特性硬度又是有是有區(qū)別區(qū)別的。的。29 調(diào)速范圍與靜差率之間的關(guān)系調(diào)速范圍與靜差率之間的關(guān)系（1 1）在同一理想空載轉(zhuǎn)速）在同一理想空載轉(zhuǎn)速n no o下，下，S S越小，越小， n nnomnom越越 小，系統(tǒng)的機(jī)械特性越硬。小，系統(tǒng)的機(jī)械特性越硬。（2 2）S S越小，系統(tǒng)允許的越小，系統(tǒng)允許的D D也變?。蝗粼龃笠沧冃。蝗粼龃驞 D，則，則S S 也隨之變大。也隨之變大。（3 3）在一定的）在一定的S S下，減小下，減

17、小 n nnomnom，D D才能擴(kuò)大。才能擴(kuò)大。(1)nomnomSnDnSnn00IILUnU 1n1nnomn0min2022-5-1330 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)（1） S 和和 D 同方向變化；同方向變化；（2）穩(wěn)態(tài)精度越高，即穩(wěn)態(tài)精度越高，即S越小，則越小，則D也越小也越?。?指系統(tǒng)的輸出端和輸入端不存在反饋關(guān)指系統(tǒng)的輸出端和輸入端不存在反饋關(guān)系，系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制作用不發(fā)生影響的系，系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制作用不發(fā)生影響的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測(cè)量，系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測(cè)量，也不需要將輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)也不需要將輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比

18、較，控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向行比較，控制裝置與被控對(duì)象之間只有順向作用，沒(méi)有反向聯(lián)系。作用，沒(méi)有反向聯(lián)系。（3） S較大，較大，D很小很小 （比較期望）。（比較期望）。(1)nomnomSnDnS31 生產(chǎn)機(jī)械生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速范圍調(diào)速范圍靜差率靜差率熱連軋機(jī)熱連軋機(jī) 10 300.010.005 冷連軋機(jī)冷連軋機(jī) 15 0.02機(jī)床主傳動(dòng)機(jī)床主傳動(dòng)24 0.050.1造紙機(jī)造紙機(jī) 320 0.010.001 龍門刨床龍門刨床礦井提升機(jī)礦井提升機(jī) 20400.052.2.1 恒恒磁通變頻調(diào)速磁通變頻調(diào)速2.1 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本類型交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本類型 2.2 變頻調(diào)速的原則變頻調(diào)速的原

19、則 2.3 變頻控制時(shí)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變頻控制時(shí)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 2.4 變頻器的控制方式變頻器的控制方式2.2.2 恒功率變頻調(diào)速恒功率變頻調(diào)速 2.4.1 180導(dǎo)電型六拍變頻器導(dǎo)電型六拍變頻器2.4.2 120導(dǎo)電型六拍變頻器導(dǎo)電型六拍變頻器2.4.3 脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制型變頻器型變頻器2.3.1 變頻變頻時(shí)的起動(dòng)狀態(tài)時(shí)的起動(dòng)狀態(tài)2.3.2 變頻變頻時(shí)的再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài) 2.3.3 變頻變頻時(shí)的能耗制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的能耗制動(dòng)狀態(tài)主講人：汪剛主講人：汪剛 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可以用改變供電頻率，從而改變同步轉(zhuǎn)速的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，交流電動(dòng)機(jī)就有很多不同的調(diào)速方法，總結(jié)如下： 變極調(diào)

20、速（對(duì)鼠籠式電機(jī)）調(diào)壓（定子調(diào)壓）調(diào)阻（繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻）異步電動(dòng)機(jī) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速調(diào)轉(zhuǎn)差率（電磁離合器）串級(jí)調(diào)速（繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)差電壓控制）交流電動(dòng)機(jī)交-直-交變頻變頻調(diào)速交-交變頻自控式勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)它控式同步電動(dòng)機(jī)正弦波式永磁同步電動(dòng)機(jī)直流無(wú)刷式 為了使交流電動(dòng)機(jī)供電頻為了使交流電動(dòng)機(jī)供電頻率可變，需要一套變頻電率可變，需要一套變頻電源。于是就產(chǎn)生了變頻器。源。于是就產(chǎn)生了變頻器。 現(xiàn)在的變頻電源是采用可現(xiàn)在的變頻電源是采用可關(guān)斷功率器件和應(yīng)用先進(jìn)關(guān)斷功率器件和應(yīng)用先進(jìn)計(jì)算機(jī)的頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)的頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)的變頻器。的變頻器。 晶閘管類(SCR、GTO、GCT、IGCT、SGCT)

21、主電路功率器件晶體管類(BJT、IGBT、IEGT)電壓型直流電源型式電流型不可控整流器整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 可控整流器PWM整流器兩電平逆變器逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 中點(diǎn)鉗位型三電平逆變器交-直-交變頻器串聯(lián)H橋型多電平逆變器六拍180 導(dǎo)電型控制法六拍120 導(dǎo)電型控制法正弦脈沖寬度調(diào)制法（SPWM）波形生成方法空間電壓矢量法（SVPWM）諧波消除法（SHEPWM）電流滯環(huán)跟蹤法（CHBPWM）壓頻比恒定控制控制系統(tǒng) 矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制晶閘管型：晶閘管型：SCR-普通晶閘管普通晶閘管GTO-門極可關(guān)斷晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管GCT-門極換向晶閘管門極換向晶閘管IGCT-集成門極換向晶閘管集成門極換向晶閘

22、管SGCT-對(duì)稱門極換流晶閘管對(duì)稱門極換流晶閘管晶體管型：晶體管型：GTR-普通電力晶體管普通電力晶體管BJT-雙極型晶體管雙極型晶體管IGBT-絕緣柵雙極型晶體管絕緣柵雙極型晶體管IPM-智能功率模塊智能功率模塊IEGT-電子注入增強(qiáng)柵晶體管電子注入增強(qiáng)柵晶體管 有環(huán)流環(huán)流無(wú)環(huán)流循環(huán)變流器單相相數(shù)三相三相-三相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 三相-單相交-交變頻器單相-單相電壓控制法矩陣變頻器 控制方法電流控制法四步換流法兩步換流法換流方法死區(qū)換流法輔助諧振換流法 三相異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)極對(duì)數(shù)一定時(shí)，其同步轉(zhuǎn)速與定子電源的頻率f1成正比，改變f1即可以改變同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。通常把異步電動(dòng)機(jī)定子的額定頻率稱為基頻

23、（特殊情況下，可以定義基頻為指定頻率）。 根據(jù)控制方式的不同，主要有兩種不同的變頻調(diào)速原則： （1）恒磁通變頻調(diào)速通常在基頻以下采用 （2）恒功率變頻調(diào)速通常在基頻以上采用pfn1160 依據(jù)電磁感應(yīng)定律以及三相異步電動(dòng)機(jī)的特性，依據(jù)電磁感應(yīng)定律以及三相異步電動(dòng)機(jī)的特性，則三相異步電動(dòng)機(jī)的每相電勢(shì)有效值為：則三相異步電動(dòng)機(jī)的每相電勢(shì)有效值為： 從上式可得電動(dòng)機(jī)磁通為：從上式可得電動(dòng)機(jī)磁通為： 其中，其中， 為常數(shù)。為常數(shù)。 如果忽略定子壓降，則如果忽略定子壓降，則 ，上式可寫成：，上式可寫成： 在變頻調(diào)速時(shí)，如果只降低定子頻率在變頻調(diào)速時(shí)，如果只降低定子頻率 而定子每而定子每相電壓保持額定值不

24、變，則相電壓保持額定值不變，則 要增大要增大 。 111 14.44wmEk N f11111()4.44mwEk Nf1114.44wk N11UE11111()4.44mwUk Nf1fm 由于在由于在 時(shí)，電動(dòng)機(jī)的主磁路就已接近飽和，時(shí)，電動(dòng)機(jī)的主磁路就已接近飽和， 再增大，主磁路必然過(guò)飽和，這將使勵(lì)磁電流急劇增大，鐵損再增大，主磁路必然過(guò)飽和，這將使勵(lì)磁電流急劇增大，鐵損耗增加，耗增加， 下降。反之如果頻率往上升高，磁通減少，在一定下降。反之如果頻率往上升高，磁通減少，在一定的負(fù)載下有過(guò)電流的危險(xiǎn)，這也是不允許的。為此通常要求磁的負(fù)載下有過(guò)電流的危險(xiǎn)，這也是不允許的。為此通常要求磁通保

25、持恒定，即通保持恒定，即 NNffUU11、mcos恒定值m恒壓頻比控制特性恒壓頻比控制特性1-無(wú)低頻補(bǔ)償無(wú)低頻補(bǔ)償 2-有低頻補(bǔ)償有低頻補(bǔ)償 在基頻以下變頻調(diào)速時(shí)，在基頻以下變頻調(diào)速時(shí)，采用恒磁通控制，也就采用恒磁通控制，也就是壓頻比恒定控制。是壓頻比恒定控制。 基頻以下調(diào)速時(shí)，恒壓頻比控制的方法主要有以下兩種：基頻以下調(diào)速時(shí)，恒壓頻比控制的方法主要有以下兩種：（1）保持保持 等于常數(shù)等于常數(shù) 11/ fE電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：22212222121122222121122222211122 21)()2()(23)()(23)(2323lMLsfrrsffEpsxrrsf

26、fEpsrxsrEfppfsrIPT 這說(shuō)明保持這說(shuō)明保持 =常數(shù)常數(shù)進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，不同進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，不同頻率下電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最頻率下電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩不變。大轉(zhuǎn)矩不變。11/ fE21max21213()8EpTLf 保持保持 等于常數(shù)，即進(jìn)行恒磁通變等于常數(shù)，即進(jìn)行恒磁通變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性如圖所示頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性如圖所示 ：11/ fE 這種調(diào)速方法與他勵(lì)直流電動(dòng)這種調(diào)速方法與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速相似，具有機(jī)械特性機(jī)調(diào)壓調(diào)速相似，具有機(jī)械特性較硬、在一定靜差率要求下調(diào)速較硬、在一定靜差率要求下調(diào)速范圍寬、低速下運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性好范圍寬、低速下運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)

27、等優(yōu)點(diǎn)。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，所以變頻，所以變頻(頻率頻率)調(diào)速為無(wú)極調(diào)速調(diào)速為無(wú)極調(diào)速，調(diào)速的平滑性好。此外，電動(dòng)，調(diào)速的平滑性好。此外，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)正常負(fù)載在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)機(jī)拖動(dòng)正常負(fù)載在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率較小，因此轉(zhuǎn)子銅行時(shí)，轉(zhuǎn)差率較小，因此轉(zhuǎn)子銅耗小，效率高。耗小，效率高。（2）保持保持 =常數(shù)常數(shù) 由于電動(dòng)機(jī)電勢(shì)不能直接檢測(cè)，常用由于電動(dòng)機(jī)電勢(shì)不能直接檢測(cè)，常用 來(lái)近似計(jì)算，所以來(lái)近似計(jì)算，所以 等于常數(shù)的恒壓頻比控制是等于常數(shù)的恒壓頻比控制是一種近似恒磁通控制方式，也是異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速常采用一種近似恒磁通控制方式，也是異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速常采用的一種配合控制方式。的一種配合控制方

28、式。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為： 11/ fU11EU 11/ fU221212221212112212211221)()()2()()(23)(23llLLsfrsrrsffUpxxsrrfsrpUT最大轉(zhuǎn)矩：最大轉(zhuǎn)矩：21max2211112211222111211314()31()4()(2 ) ()llpUTfrrxxUpfrrLLff121()xxr1r21max1113()8UpTfrf21max21123()8()llUpTfLL112()rxx12()xx低頻時(shí)有時(shí)會(huì)拖不動(dòng)低頻時(shí)有時(shí)會(huì)拖不動(dòng)負(fù)載，所以要進(jìn)行補(bǔ)負(fù)載，所以要進(jìn)行補(bǔ)償。償。 為常數(shù)時(shí)的為常數(shù)時(shí)的變頻調(diào)速機(jī)

29、械變頻調(diào)速機(jī)械特性特性 11/ fU11constUf11constEf 在基頻以上變頻調(diào)速時(shí)，若要保持在基頻以上變頻調(diào)速時(shí)，若要保持 恒定，則恒定，則 =常常數(shù)，定子電壓需要高于額定值，這是不允許的。因此，基數(shù)，定子電壓需要高于額定值，這是不允許的。因此，基頻以上變頻調(diào)速時(shí)，應(yīng)使頻以上變頻調(diào)速時(shí)，應(yīng)使 保持額定值不變。這樣，隨著保持額定值不變。這樣，隨著 升高，氣隙磁通將減小，相當(dāng)于弱磁調(diào)速方法。升高，氣隙磁通將減小，相當(dāng)于弱磁調(diào)速方法。m11/ fU1U1f 不同頻率下各機(jī)不同頻率下各機(jī)械特性曲線的械特性曲線的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)段穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)段近似平行近似平行 1mf11114.44wmUf Nk2

30、2coseT mTCI19550eMT nP constMP 屬恒功率變頻調(diào)速屬恒功率變頻調(diào)速1fT1constTf19550eMT nP 如何得出：2、 恒功率調(diào)速原則恒功率調(diào)速原則211max221114(kpmUTfrrx1211211112121N2121Nmax2121max fUfUfTfTfUTfUTTTfUTNN所以有因?yàn)楹愎β首冾l后則有而高頻時(shí)：恒功率變頻調(diào)速原則恒功率變頻調(diào)速原則1111UUff恒功率變頻調(diào)速適用于負(fù)載隨轉(zhuǎn)速升高而減輕的情況，如車床刀具等。通常為恒功率變頻調(diào)速適用于負(fù)載隨轉(zhuǎn)速升高而減輕的情況，如車床刀具等。通常為擴(kuò)大調(diào)速范圍，在基頻以上采用恒功率調(diào)速；在基頻

31、以下采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。擴(kuò)大調(diào)速范圍，在基頻以上采用恒功率調(diào)速；在基頻以下采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。異步電機(jī)異步電機(jī)變壓變頻變壓變頻控制特性控制特性 圖所示為變頻器控制電機(jī)時(shí)在圖所示為變頻器控制電機(jī)時(shí)在整個(gè)調(diào)速范圍的一族機(jī)械特性整個(gè)調(diào)速范圍的一族機(jī)械特性曲線。曲線。Z 在額定轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速以下以下采用恒轉(zhuǎn)矩采用恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速，而在額定轉(zhuǎn)速變頻調(diào)速，而在額定轉(zhuǎn)速以上以上采用恒功率變頻調(diào)速，因此調(diào)采用恒功率變頻調(diào)速，因此調(diào)速范圍明顯擴(kuò)大。速范圍明顯擴(kuò)大。Z 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速可以異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象限運(yùn)行。如果按照一象限運(yùn)行。如果按照一定規(guī)律控制，異步電動(dòng)機(jī)的定規(guī)律控制，異步電動(dòng)機(jī)的起起動(dòng)、制動(dòng)、反

32、轉(zhuǎn)和調(diào)速動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速過(guò)程時(shí)過(guò)程時(shí)間都可以縮至很短，因此在變間都可以縮至很短，因此在變頻調(diào)速時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)可具有頻調(diào)速時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)可具有良好的動(dòng)態(tài)特性。良好的動(dòng)態(tài)特性。異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí) 的機(jī)械特性的機(jī)械特性 當(dāng)頻率由當(dāng)頻率由f1f2f3時(shí)，時(shí)，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 將沿著圖示虛線將沿著圖示虛線由點(diǎn)由點(diǎn)123加速，轉(zhuǎn)速加速，轉(zhuǎn)速由由n1n2n3，達(dá)到新，達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。為了縮的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。為了縮短加速時(shí)間，應(yīng)當(dāng)使電短加速時(shí)間，應(yīng)當(dāng)使電動(dòng)機(jī)在加速過(guò)程中始終動(dòng)機(jī)在加速過(guò)程中始終保持有最大轉(zhuǎn)矩，即應(yīng)保持有最大轉(zhuǎn)矩，即應(yīng)當(dāng)使電機(jī)沿著最大轉(zhuǎn)矩當(dāng)使電機(jī)沿著最大轉(zhuǎn)矩的包絡(luò)線進(jìn)行加速

33、。的包絡(luò)線進(jìn)行加速。 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的加速過(guò)程異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的加速過(guò)程f 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降是通過(guò)降低頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下降是通過(guò)降低頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。f 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在某一頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在某一頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果將頻率迅速降低，使轉(zhuǎn)差率變負(fù)，如果將頻率迅速降低，使轉(zhuǎn)差率變負(fù)，則可以使電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電制動(dòng)狀則可以使電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第二第二象限，如象限，如圖所示。圖所示。P 此時(shí)，電能通過(guò)逆變器回饋到變此時(shí)，電能通過(guò)逆變器回饋到變頻器直流側(cè)。在減速過(guò)程中若始終保頻器直流側(cè)。在減速過(guò)程中若始終

34、保持頻率比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降得快，那么持頻率比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降得快，那么電動(dòng)機(jī)就一直維持在電動(dòng)機(jī)就一直維持在再生發(fā)電制動(dòng)狀再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)態(tài)。 異步電動(dòng)機(jī)再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性 交流異步電動(dòng)機(jī)在定子繞組中通入直流電流，交流異步電動(dòng)機(jī)在定子繞組中通入直流電流，就會(huì)產(chǎn)生就會(huì)產(chǎn)生能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)。 變頻控制時(shí)，為了加快制動(dòng)過(guò)程，縮短制動(dòng)變頻控制時(shí)，為了加快制動(dòng)過(guò)程，縮短制動(dòng)時(shí)間，防止傳動(dòng)系統(tǒng)在停機(jī)后繼續(xù)爬行，在再生時(shí)間，防止傳動(dòng)系統(tǒng)在停機(jī)后繼續(xù)爬行，在再生制動(dòng)方式下先將轉(zhuǎn)速下降到一定程度，然后通過(guò)制動(dòng)方式下先將轉(zhuǎn)速下降到一定程度，然后通過(guò)逆變器向電動(dòng)機(jī)的兩相繞組中通

35、入直流，使電動(dòng)逆變器向電動(dòng)機(jī)的兩相繞組中通入直流，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)進(jìn)行直流能耗制動(dòng)直流能耗制動(dòng)，如圖所示。，如圖所示。異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性變頻器變頻器頻率、電壓頻率、電壓可調(diào)可調(diào)頻率、電壓頻率、電壓恒定恒定交交-交變頻器交變頻器交交-直直-交變頻器交變頻器直接變流器直接變流器間接變流器間接變流器 目前，實(shí)際應(yīng)用目前，實(shí)際應(yīng)用最多最多的是的是交交-直直-交交變頻器。交變頻器。交-直直-交變交變頻器的基本構(gòu)成如圖所示，由頻器的基本構(gòu)成如圖所示，由整流器整流器、逆變器逆變器、濾波濾波器器和和控制電路控制電路組成。組成。變頻器的基本組成變頻器的基本組成 三相三

36、相180導(dǎo)電型六拍變頻器一般為電壓型變頻器。導(dǎo)電型六拍變頻器一般為電壓型變頻器。整流器為可控整流器，如圖所示。整流器為可控整流器，如圖所示。 圖中，電容圖中，電容C很大，起濾波作很大，起濾波作用。直流側(cè)電壓為一恒定值，用。直流側(cè)電壓為一恒定值，相當(dāng)于電壓源。在三相逆變器相當(dāng)于電壓源。在三相逆變器中，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)功率管的導(dǎo)中，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)功率管的導(dǎo)通順序是通順序是VT1、VT22、VT3、VT4、VT5、VT6，各功率管驅(qū)，各功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)間相隔動(dòng)信號(hào)間相隔60電角度。電角度。180導(dǎo)電型的特點(diǎn)是每只功導(dǎo)電型的特點(diǎn)是每只功率管的導(dǎo)通時(shí)間為率管的導(dǎo)通時(shí)間為180，在，在任意瞬間有三個(gè)功率管同時(shí)導(dǎo)任

37、意瞬間有三個(gè)功率管同時(shí)導(dǎo)通（每條橋臂上有一只功率管通（每條橋臂上有一只功率管導(dǎo)通），它們的換流是在同一導(dǎo)通），它們的換流是在同一條橋臂內(nèi)進(jìn)行，即在條橋臂內(nèi)進(jìn)行，即在VT1-VT4，VT3-VT6，VT5-VT2之間進(jìn)行之間進(jìn)行相互換流。相互換流。 三相三相180導(dǎo)電型六拍變頻器主電路圖導(dǎo)電型六拍變頻器主電路圖設(shè)負(fù)載為星形連接，逆變器的換流是瞬間完成的，若以電設(shè)負(fù)載為星形連接，逆變器的換流是瞬間完成的，若以電 動(dòng)動(dòng)機(jī)定子繞組中性點(diǎn)機(jī)定子繞組中性點(diǎn)O點(diǎn)電位為參考點(diǎn)，在不同導(dǎo)通區(qū)間的相電點(diǎn)電位為參考點(diǎn)，在不同導(dǎo)通區(qū)間的相電壓可通過(guò)圖中的等值電路求得，壓可通過(guò)圖中的等值電路求得，三相三相180導(dǎo)電型六

38、拍逆變器供電的等值電路導(dǎo)電型六拍逆變器供電的等值電路在區(qū)間中，在區(qū)間中，561導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則:13AOCOduuU23BOduU ABAOBOduuuUBCBOCOduuuU 0CACOAOuuu區(qū)間區(qū)間 ? 功率管功率管順次導(dǎo)通時(shí)順次導(dǎo)通時(shí)的電壓波形如圖所示。的電壓波形如圖所示。 180導(dǎo)電型六拍逆變器電壓波形導(dǎo)電型六拍逆變器電壓波形問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 結(jié)合右側(cè)波形，說(shuō)明電機(jī)如何結(jié)合右側(cè)波形，說(shuō)明電機(jī)如何是調(diào)速的？是調(diào)速的？相電壓和線電壓的有效值，為相電壓和線電壓的有效值，為 ：222002211()2125(0)() ()23320.8163TABABABddddUudtudtTUUUU 22

39、2002211()22142()()2333320.4713TAOAOAOddddUudtudtTUUUU對(duì)線電壓和相電壓進(jìn)行諧波分析，可將其分解成傅氏級(jí)數(shù)對(duì)線電壓和相電壓進(jìn)行諧波分析，可將其分解成傅氏級(jí)數(shù) ，為，為 ：2 3111(sinsin5sin7sin11)5711ABduUtttt2111(sinsin5sin7sin11)5711AOduUtttt 三相三相120導(dǎo)電型六拍變頻器一般為電流型變頻器，整流器導(dǎo)電型六拍變頻器一般為電流型變頻器，整流器為可控整流器，如圖所示。為可控整流器，如圖所示。 圖中，電感圖中，電感L很大，起濾波很大，起濾波作用。直流側(cè)電流為一恒定作用。直流側(cè)電流

40、為一恒定值，相當(dāng)于電流源。在三相值，相當(dāng)于電流源。在三相逆變器中，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)功逆變器中，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)功率管的導(dǎo)通順序是率管的導(dǎo)通順序是VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，各功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)間，各功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)間相隔相隔60電角度。電角度。120導(dǎo)導(dǎo)電型的特點(diǎn)是每只功率管的電型的特點(diǎn)是每只功率管的導(dǎo)通時(shí)間為導(dǎo)通時(shí)間為120，任意瞬，任意瞬間有兩只功率管同時(shí)導(dǎo)通，間有兩只功率管同時(shí)導(dǎo)通，它們的換流在相鄰橋臂中進(jìn)它們的換流在相鄰橋臂中進(jìn)行。行。 三相三相120導(dǎo)電型六拍變頻器主電路圖導(dǎo)電型六拍變頻器主電路圖設(shè)負(fù)載為星形連接，設(shè)負(fù)載為星形連接，120導(dǎo)電型三相逆變器供電時(shí)各區(qū)間的等值導(dǎo)電型

41、三相逆變器供電時(shí)各區(qū)間的等值電路如圖所示電路如圖所示 ： 三相三相120導(dǎo)電型六拍逆變器供電的等值電路導(dǎo)電型六拍逆變器供電的等值電路在區(qū)間中，在區(qū)間中，61導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則:AdiIBdiI 0Ci 區(qū)間區(qū)間 ? 其各功率管導(dǎo)通區(qū)其各功率管導(dǎo)通區(qū)間、相電流波形如間、相電流波形如圖圖120導(dǎo)電型六拍逆變器電流波形導(dǎo)電型六拍逆變器電流波形逆變器輸出電流的有效值，為逆變器輸出電流的有效值，為 ：22200112()0.81623TAAAddIi dti dtIIT對(duì)逆變器輸出電流進(jìn)行諧波分析，可將其分解成傅氏級(jí)數(shù)對(duì)逆變器輸出電流進(jìn)行諧波分析，可將其分解成傅氏級(jí)數(shù) ，為，為 ：2 3111(sinsi

42、n5sin7sin11)5711AdiItttt2111(sinsin5sin7sin11)5711ABdiItttt當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組為三角形連接時(shí)，電動(dòng)機(jī)相電流分解成傅氏級(jí)數(shù)為當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組為三角形連接時(shí)，電動(dòng)機(jī)相電流分解成傅氏級(jí)數(shù)為 :脈寬調(diào)制型變頻器簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制型變頻器簡(jiǎn)稱PWM（Pulse Width Modulation）變頻器。變頻器。 概念概念整流器為不可控整流整流器為不可控整流器，逆變器多為電壓器，逆變器多為電壓型逆變器，如圖所示型逆變器，如圖所示 三相三相PWM變頻器主電路圖變頻器主電路圖 電壓型電壓型SPWM逆變逆變器的脈沖控制波形器的脈沖控制波形 PWM變頻器與六拍變頻器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：變頻器與六拍變頻器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）PWM變頻器自身同時(shí)完成變頻和變壓的功能，與變頻器自身同時(shí)完成變頻和變壓的功能，與六拍變頻器相比，節(jié)省了一個(gè)調(diào)壓控制級(jí)，從而使控六拍變頻器相比，節(jié)省了一個(gè)調(diào)壓控制級(jí)，從而使控制電路得到了簡(jiǎn)化。制電路得到了簡(jiǎn)化。（2）PWM變頻器比六拍變頻器輸出電壓諧波小。驅(qū)