交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及變頻原理

關(guān)于交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及變頻原理第1頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.1

交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本類型三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速原理6.2通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)與控制方式6.3教學(xué)內(nèi)容第2頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的3種基本方法。

理解通用變頻器的各種分類方法和控制方式

。

掌握通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)及變頻原理

。第3頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月概述直流電力拖動(dòng)和交流電力拖動(dòng)在19世紀(jì)先后誕生。在20世紀(jì)上半葉的年代里，鑒于直流拖動(dòng)具有優(yōu)越的調(diào)速性能，高性能可調(diào)速拖動(dòng)都采用直流電機(jī)，而約占電力拖動(dòng)總?cè)萘?0%以上的不變速拖動(dòng)系統(tǒng)則采用交流電機(jī)。交流調(diào)速系統(tǒng)的多種方案雖然早已問世，并已獲得實(shí)際應(yīng)用，但其性能卻始終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相比。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用電力電子變換器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制的出現(xiàn)，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第4頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月直流電機(jī)的缺點(diǎn):

直流電機(jī)具有電刷和換相器因而必須經(jīng)常 檢查維修； 換向火花使直流電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境受到限 制； 換向能力限制了直流電機(jī)的容量和速度。 交流電機(jī)沒有上面的弱點(diǎn)。

目前，交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力 拖動(dòng)控制的主要發(fā)展方向。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第5頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月?交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

主要有三個(gè)方面：一般性能的節(jié)能調(diào)速高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第6頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月1.一般性能的節(jié)能調(diào)速

應(yīng)用數(shù)量巨大：風(fēng)機(jī)、水泵等通用機(jī)械的容量幾乎 占工業(yè)電力拖動(dòng)總?cè)萘康囊话胍陨希?過去的調(diào)速運(yùn)行手段：因?yàn)檫^去的交流拖動(dòng)調(diào)速比 較困難，不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水 的流量，因而把許多電能白白地浪費(fèi)了； 如果采用交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗在擋板和閥門上的 能量節(jié)省下來，每臺(tái)風(fēng)機(jī)、水泵平均都可以節(jié)約20 ~30%以上的電能，效果是很可觀的。 風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速范圍和對動(dòng)態(tài)快速性的要求都不 高，只需要一般的調(diào)速性能。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第7頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)許多在工藝上需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械過去多用直流拖動(dòng)；由于交流電機(jī)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工作可靠、維護(hù)方便、慣量小、效率高，如果改成交流拖動(dòng)，顯然能夠帶來不少的效益。由于交流電機(jī)原理上的原因，其電磁轉(zhuǎn)矩難以像直流電機(jī)那樣通過電樞電流施行靈活的實(shí)時(shí)控制。

20世紀(jì)70年代初發(fā)明了矢量控制技術(shù)，通過坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)的定子電流分解成轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量，用來分別控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通，就可以獲得和直流電機(jī)相仿的高動(dòng)態(tài)性能。又出現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩控制、解耦控制等方法，形成了一系列高性能交流調(diào)速系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第8頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月3.特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速

直流電機(jī)的換向能力限制了它的容量轉(zhuǎn)速積不超過

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kW·r/min，超過這一數(shù)值時(shí)，其設(shè)計(jì)與制造就 非常困難了。 交流電機(jī)沒有換向器，不受這種限制，因此，特大 容量的電力拖動(dòng)設(shè)備，如厚板軋機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī) 等，以及極高轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)，如高速磨頭、離心機(jī) 等，都以采用交流調(diào)速為宜。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第9頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類型

交流電機(jī)主要分為異步電機(jī)（即感應(yīng)電機(jī)）和同步電機(jī)兩大類，每類電機(jī)又有不同類型的調(diào)速系統(tǒng)。 現(xiàn)有文獻(xiàn)中介紹的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)種類繁多，可按照不同的角度進(jìn)行分類。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第10頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：可知，異步電動(dòng)機(jī)有下列三種基本調(diào)速方法：（1）改變定子極對數(shù)調(diào)速。（2）改變電源頻率調(diào)速。（3）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。6.1交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本類型第11頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變頻

不變型，（他控式、自控式）變極調(diào)壓串電阻串級(jí)電磁轉(zhuǎn)差離合器耗能型不變型，有級(jí)調(diào)速饋送型，設(shè)備費(fèi)用高異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式：第12頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.1.1

變頻調(diào)速

交流變頻調(diào)速技術(shù)的原理是把工頻50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可調(diào)的交流電，通過改變交流異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的供電頻率，在改變頻率的同時(shí)也改變電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

變頻器在英文譯名是VFD（Variable-frequencyDrive）。

變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作VVVF（VariableVoltageVariableFrequencyInverter）。

第13頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)它與直流調(diào)速系統(tǒng)相比具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）變頻調(diào)速裝置的大容量化。（2）變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，能平滑調(diào)速，其調(diào)速靜態(tài)精度及動(dòng)態(tài)品質(zhì)好。（3）變頻調(diào)速系統(tǒng)可以直接在線起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小，減小了對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，并具有轉(zhuǎn)矩提升功能，節(jié)省軟起動(dòng)裝置。第14頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（4）變頻器內(nèi)置功能多，可滿足不同工藝要求；保護(hù)功能完善，能自診斷顯示故障所在，維護(hù)簡便；具有通用的外部接口端子，可同計(jì)算機(jī)、PLC聯(lián)機(jī)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。（5）變頻調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢，是目前世界公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)的最理想、最有前途的調(diào)速技術(shù)。其中以風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能效果最為顯著，節(jié)電率可達(dá)到20%～60％。

第15頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。軟起動(dòng)器與變頻器

知識(shí)拓展第16頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.1.2變極調(diào)速

磁極對數(shù)p的改變，取決于電動(dòng)機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。通過改變定子繞組的接線，就可以改變電動(dòng)機(jī)的磁極對數(shù)。磁極對數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速n0電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)第17頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)U相兩個(gè)線圈，順向串聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生4極磁場。反向串聯(lián)和反向并聯(lián)，定子繞組產(chǎn)生2極磁場。以4極變2極為例：第18頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)目前，我國多極電動(dòng)機(jī)定子繞組聯(lián)繞方式常用的有兩種：一種是從星形改成雙星形，寫作Y/YY，如圖6-3所示；Y-YY后,電動(dòng)機(jī)極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，容許輸出功率增大一倍，而容許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。變極時(shí)，調(diào)換相序，以保證變極調(diào)速以后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。第19頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)另一種是從三角形改成雙星形，寫作△/YY，如圖6-4所示，這兩種接法可使電動(dòng)機(jī)極對數(shù)減少一半。

?-YY后,極數(shù)減少一半,轉(zhuǎn)速增大一倍,即，容許輸出功率近似不變，所以這種變極調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負(fù)載。變極時(shí)，調(diào)換相序，以保證變極調(diào)速以后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。第20頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)變極調(diào)速只用于籠型電動(dòng)機(jī)。

這種方法的缺點(diǎn)是十分明顯的:一臺(tái)電動(dòng)機(jī)最多只能安置兩套繞組，每套繞組最多只能有兩種接法。所以最多只能得到4種轉(zhuǎn)速，與所要求的無級(jí)調(diào)速相去甚遠(yuǎn)。只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。這種調(diào)速方法簡單，但電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較少應(yīng)用。第21頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.1.3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

1.改變定子電壓調(diào)速

??交流調(diào)壓調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式:其中：p為電機(jī)極對數(shù)；

U1為相電壓有效值

R1為定子每相繞組的內(nèi)阻

Ll1為每相漏感

R2′為折算到定子側(cè)的每相電阻

Ll2′為折算到定子側(cè)的漏感電機(jī)參數(shù)一定，當(dāng)S，f1不變時(shí)，T僅與U1有關(guān)。第22頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)D:

理想空載點(diǎn)（同步點(diǎn)）C:

額定運(yùn)行點(diǎn)B:

最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)

(拐點(diǎn)）A:

起動(dòng)點(diǎn)理想空載點(diǎn)N=N0，S=0，T=0額定運(yùn)行點(diǎn)N=NN，S=SN，T=TNN0NNTN最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩TmSm起動(dòng)點(diǎn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩第23頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性123cban0（1）異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)存在的問題

1）改變定子調(diào)壓時(shí)調(diào)速范圍不大（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）。如圖1、2、3點(diǎn)。

2）低速時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定性不好，如帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載時(shí)，可得到較大的調(diào)速范圍（如abc點(diǎn)），轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大。為了既低速運(yùn)行穩(wěn)定又不致過熱，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組有較高的電阻。0.7UN0.5UN0

當(dāng)s一定時(shí)，

T∝U

2

，改變U1得到一組不同的人為特性。在帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TZ時(shí)，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如下圖中的1、2、3點(diǎn)。同步轉(zhuǎn)速n0不變，臨界轉(zhuǎn)差率Sm不變第24頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（2）解決問題的措施使用高轉(zhuǎn)子電阻的電機(jī)。高轉(zhuǎn)子電阻電機(jī)的機(jī)械特性如圖所示—機(jī)械特性變軟。

高轉(zhuǎn)子電阻異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性可見：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下，調(diào)速范圍變大，轉(zhuǎn)子電流減小。第25頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)如下左圖所示。單相調(diào)壓電路如右圖所示。晶閘管單相調(diào)壓電路

晶閘管相位控制下的負(fù)載電壓波形

通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來改變輸出交流電壓的大小。獲取交流電源的方法

知識(shí)拓展晶閘管交流調(diào)壓裝置第26頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)晶閘管三相交流調(diào)壓電路如圖所示。這種電路接法的特點(diǎn)是負(fù)載輸出諧波分量低，適用于低電壓大電流的場合。

三相全波星形聯(lián)結(jié)的調(diào)壓電路第27頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（3）采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（既保證低速時(shí)機(jī)械特性硬度，又保證一定負(fù)載能力）。

轉(zhuǎn)子電阻的增大使調(diào)速范圍擴(kuò)大，機(jī)械特性變軟，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率變大。解決方法：采用帶速度負(fù)反饋的閉環(huán)控制。（a）原理圖

第28頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（4）調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖

調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

它與單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖非常相似，只要將直流調(diào)速系統(tǒng)中的晶閘管整流器、直流電動(dòng)機(jī)換成晶閘管交流調(diào)壓器（圖中的晶閘管調(diào)壓裝置）、異步電動(dòng)機(jī)即可。第29頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)壓調(diào)速是通過改變電動(dòng)機(jī)定子外加電壓從而改變轉(zhuǎn)差率S進(jìn)行調(diào)速的。它是一種簡單、可靠、價(jià)格便宜的調(diào)速方法，但其調(diào)速特性軟，低速時(shí)轉(zhuǎn)差功率損耗大，效率較低。交流調(diào)壓調(diào)速常采用晶閘管組成的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)。小結(jié)第30頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)12輕載調(diào)速范圍不大調(diào)速前：1，S1調(diào)速后：2，S22.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的機(jī)械特性如圖所示。轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)同步轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，臨界轉(zhuǎn)差率增大。

0不變不變n=n0(1-s)第31頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單，主要用于中、小容量的繞線式異步電動(dòng)機(jī)如橋式起重機(jī)等。缺點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子繞組需經(jīng)過電刷引出，屬于有級(jí)調(diào)速，平滑性差；由于轉(zhuǎn)子中電流很大，在串接電阻上產(chǎn)生很大損耗，所以電動(dòng)機(jī)的效率很低，機(jī)械特性較軟，調(diào)速精度差。第32頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3.繞線式異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串級(jí)調(diào)速在轉(zhuǎn)子回路中串入與轉(zhuǎn)子電勢同頻率的附加電勢，通過改變附加電勢的幅值和相位實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其優(yōu)點(diǎn)是：可以通過某種控制方式，使轉(zhuǎn)子回路的能量回饋到電網(wǎng)，從而提高效率；在適當(dāng)?shù)目刂品绞较拢梢詫?shí)現(xiàn)低同步或高同步的連續(xù)調(diào)速。缺點(diǎn)是：只能適應(yīng)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，且控制系統(tǒng)相對復(fù)雜。

第33頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.1.3電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速（異步電動(dòng)機(jī)本身并不調(diào)速）電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)是由籠型異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器以及控制裝置組合而成。（一）電磁轉(zhuǎn)差離合器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理從動(dòng)部分與負(fù)載連在一起電樞由籠型異步電動(dòng)機(jī)以恒速帶動(dòng)，稱主動(dòng)部分

晶閘管控制裝置通過對電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁電流的控制，實(shí)現(xiàn)對從動(dòng)部分磁極與負(fù)載的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)第34頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（1）電磁轉(zhuǎn)差離合器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向1）從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n取決于勵(lì)磁電流的大??；2）從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向則取決于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。電磁轉(zhuǎn)差離合器本身并不是一個(gè)電動(dòng)機(jī)，它只是一種傳遞功率的裝置。電磁轉(zhuǎn)差離合器的機(jī)械特性n1——原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；Te——電磁轉(zhuǎn)差離合器軸上輸出轉(zhuǎn)矩；

IL——電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁電流；

知識(shí)拓展第35頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（2）電磁轉(zhuǎn)差離合器閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)差離合器的機(jī)械特性很軟，實(shí)際使用時(shí)都加上轉(zhuǎn)速負(fù)反饋控制，從而可獲得10:1的調(diào)速范圍。閉環(huán)系統(tǒng)的組成與相應(yīng)的靜特性如下圖所示。第36頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

1)

優(yōu)點(diǎn)：

l

線路簡單，價(jià)格便宜；

l

速度負(fù)反饋后調(diào)速相當(dāng)精確（平滑調(diào)速）。

2)

缺點(diǎn)：

l

低速運(yùn)行時(shí)損耗較大（增加了滑差離合器）；

l

調(diào)速效率較低。第37頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)1．變頻調(diào)速的條件

三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的反電動(dòng)勢E1的表達(dá)式為:Eq=4.44?1N1kN1Φm=U1+△U式中:

Eq——?dú)庀洞磐ㄔ诙ㄗ用肯嗬@組中感應(yīng)電動(dòng)勢有效值；

N1——定子每相繞組的匝數(shù)；

kN1——定子繞組的基波繞組系數(shù)，kN1<1；

?1——定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率，即電源的頻率；

Φm——主磁通；U1——定子相電壓?？梢姡篍q∝?1Φm

將△U忽略，則Eq≈U1∝?1Φm定子電壓漏阻抗壓降6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速原理第38頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

當(dāng)U1

≈E1=C時(shí)，由E1≈U1∝?1Φm

知，?1↓→Φm↑→電動(dòng)機(jī)磁路過飽和，導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，電動(dòng)機(jī)因繞組過熱而損壞。

當(dāng)U1≈E1=C時(shí)，由E1≈U1∝?1Φm

知，?1↑

→Φm↓，鐵芯利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩T↓

，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力下降，電動(dòng)機(jī)的容量得不到充分利用。因此，為維持電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不變，必須使主磁通Φm

=C，即U1?1=CE1?1=結(jié)論:變頻調(diào)速的條件是主磁通Φm保持不變第39頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2．基頻以下恒磁通（恒轉(zhuǎn)矩）變頻調(diào)速Φm∝U1?1=CE1?1=

為保持主磁通不變，必須在變頻的同時(shí)變壓，使得壓頻比為一常數(shù)。因?yàn)樽冾l的同時(shí)還要改變電壓，所以稱為V/F控制，也稱為VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）。

一般頻率是從額定頻率f1N向下調(diào)，所以需要同時(shí)降低電源電壓第40頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性●理想空載轉(zhuǎn)速：n1↓∝f1↓U1f1●頻率在額定頻率附近下調(diào)時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩可以近似認(rèn)為不變。最大轉(zhuǎn)矩：Tm∝（

)不變Tm●頻率不同時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)差n=C，所以穩(wěn)定工作區(qū)的機(jī)械特性基本是平行的。

nn當(dāng)f較低時(shí)，U

不能忽略，使I1↓→

Φm↓→Tm↓第41頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)基頻以下調(diào)速

這是恒壓頻比的控制方式。在恒壓頻比條件下改變頻率時(shí)，能夠證明：機(jī)械特性基本上是平行下移的，如圖所示。第42頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

解決方法可用提高U1來補(bǔ)償U(kuò)的影響，使E1/?1不變，即Φm不變，這種控制方法稱為電壓補(bǔ)償，也稱為轉(zhuǎn)矩提升。

通常提高U1,來保持Tm不變。定子電源頻率f1越低，定子繞組電壓補(bǔ)償?shù)迷酱蟆?/p>

結(jié)論：從基頻以下調(diào)速時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T恒定，電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

第43頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3．基頻以上恒功率（恒電壓）變頻調(diào)速

當(dāng)f1＞f1N時(shí)，U1

=const，f↑→Φm↓（屬于弱磁調(diào)速）→電磁轉(zhuǎn)矩T

↓

→

P不變，屬于恒功率調(diào)速?！耦~定頻率以上調(diào)頻時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速增大，最大轉(zhuǎn)矩大幅減小。

●最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)差n幾乎不變，但由于最大轉(zhuǎn)矩減小很多，所以機(jī)械特性斜度加大，特性變軟。

第44頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)基頻以上調(diào)速

在基頻f1N以上變頻調(diào)速時(shí)，由于電壓U1=U1N

不變，不難證明當(dāng)頻率提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移，如右圖所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁動(dòng)勢必然減弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小。由于轉(zhuǎn)速升高了，可以認(rèn)為輸出功率基本不變。所以，基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。圖2—2—2第45頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4．變頻調(diào)速特性的特點(diǎn)◆f1＜f1N

U1?1=constΦm不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速◆f1＞f1N

U1

=constΦm變小，電動(dòng)機(jī)的功率不變，屬于恒功率調(diào)速當(dāng)f較低時(shí)，U不能忽略通常U1

以保持Tm不變（電壓補(bǔ)償）P=T（↓）ω（↑）=const第46頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.3.1基本結(jié)構(gòu)主電路控制電路6.3通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)與控制方式第47頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)1．主電路

由整流電路、能耗電路和逆變電路組成。

將交流變成直流為泵生電壓提供放電回路將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電限制啟動(dòng)電流

續(xù)流二極管IGBT導(dǎo)通，并聯(lián)二極管為再生電流及能量返回直流電路提供通路第48頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（1）整流電路◆VD1~VD6組成三相不可控整流橋，將交流電變成513V的直流電，整流橋集成電路模塊如圖。第49頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)◆濾波電路：濾波電容器CF有兩個(gè)功能：一是濾平全波整流后的電壓紋波；二是當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，使直流電壓保持平穩(wěn)?！綦娫粗甘綡L：HL除了表示電源是否接通以外，還有一個(gè)十分重要的功能，即在變頻器切斷電源后，表示濾波電容器CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。第50頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（2）能耗電路電機(jī)在工作頻率下降中，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將可能超過此時(shí)的同步轉(zhuǎn)速（n=60f/P）而處于再生制動(dòng)（發(fā)電）狀態(tài)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能將反饋到直流電路中使直流母線（濾波電容兩端）電壓UD不斷上升（即所說的泵升電壓），這樣變頻器將會(huì)產(chǎn)生過壓保護(hù)，甚至可能損壞變頻器，因而需將反饋能量消耗掉，制動(dòng)電阻就是用來消耗這部分能量的。制動(dòng)單元由開關(guān)管VTB與驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，其功能是用來控制流經(jīng)RB的放電電流IB

第51頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)和制動(dòng)運(yùn)行第52頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)單管IGBT◆

IGBT單管：IGBT，封裝較模塊小，電流通常在100A以下（3）逆變電路

逆變管VT1~VT6組成逆變橋?qū)⒅绷麟娔孀兂深l率、電壓都可調(diào)的交流電，是變頻器的核心部分。常用逆變模塊有：GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等，一般都采用模塊化結(jié)構(gòu)有2單元、4單元、6單元。第53頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)◆IGBT模塊：就是將多個(gè)IGBT集成封裝在一起。目前市場上15kW以上變頻器使用的是150A/200A/300A/400A/450A的兩單元IGBT模塊或100A/150A的三相逆變IGBT模塊。全橋IGBT單橋IGBT第54頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)IGBT整流橋與IGBT整流橋與封裝好的IGBT第55頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

集成整流橋+制動(dòng)單元（PFC）+三相逆變（IGBT橋）15kW以下小功率變頻器多采用25A/50A/75A的PIM模塊。PIM結(jié)構(gòu)包括三相全波整流和6～7個(gè)IGBT單元，即變頻器的主回路全部封裝在一個(gè)模塊內(nèi)，在中小功率變頻器上（15kW以下）均使用PIM模塊以降低成本。PIM（功率集成模塊）

知識(shí)拓展功率集成模塊PIM第56頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

智能IPM模塊問世已有十年之久。它將IGBT、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路集成化成功率器件，用電流傳感功能芯片，對過流和短路進(jìn)行保護(hù)。IPM有四種電路形式：單管封裝（H），雙管封裝（D），六合一封裝（C），七合一封裝（R）。由于IPM通態(tài)損耗和開關(guān)損耗都比較低，可使散熱器減小，因而整機(jī)尺寸亦可減小，又有自保護(hù)能力，國內(nèi)外55KW以下的變頻器多數(shù)采用IPM模塊。IPM有：短路保護(hù)（SC），過流保護(hù)（OC），欠壓保護(hù)（UV），過熱保護(hù)（OT），過壓保護(hù)（OV）等。

智能功率模塊IPMIGBT驅(qū)動(dòng)電路過流保護(hù)過熱保護(hù)欠壓保護(hù)IPM（智能功率模塊）

知識(shí)拓展第57頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.控制電路變頻器控制部分一般有：CPU單元、顯示單元、電流檢測、電壓檢測單元、輸入輸出控制端子、驅(qū)動(dòng)放大電路、開關(guān)電源等。●CPU單元：采用16位、32位單片機(jī)或DSP，變頻器專用單片機(jī)如：INTEL87C196MH，速度為幾十ns級(jí)。矢量控制型采用雙CPU。主控制電路板DSP－電機(jī)控制專用CPU

軟件燒制在DSP板上的DSP中，其核心是根據(jù)電壓及負(fù)載電流，來控制6個(gè)逆變IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。第58頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)●電流檢測單元：對于變頻器加速、減速、運(yùn)行中過流、變頻過載及電機(jī)過載的檢測。

●顯示單元：其功能為人機(jī)界面、參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)/故障顯示、遠(yuǎn)距離操作等。

●驅(qū)動(dòng)電路：CPU產(chǎn)生的PWM波經(jīng)專用驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)放大電路后給IGBT。驅(qū)動(dòng)電路板第59頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)類別作用主要構(gòu)成器件主電路整流部分將工頻交流變成直流，輸入無相序要求整流橋逆變部分將直流轉(zhuǎn)換為頻率、電壓均可變的交流電，輸出無相序要求IGBT制動(dòng)部分消耗過多的回饋能量，保持直流母線電壓不超過最大值單管IGBT和制動(dòng)電阻,大功率制動(dòng)單元外置上電緩沖降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后開關(guān)自動(dòng)閉合，而后變頻器允許運(yùn)行限流電阻和開關(guān)儲(chǔ)能部分保持直流母線電壓恒定，降低電壓脈動(dòng)電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤對變頻器參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和修改，并實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器狀態(tài)MCU(單片機(jī)）控制電路交流電機(jī)控制算法生成，外部信號(hào)接收處理及保護(hù)DSP(或兩個(gè)MCU）變頻器的構(gòu)成第60頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)類別作用結(jié)構(gòu)件散熱器將整流橋、逆變器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去溫度傳感器檢測散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環(huán)境下風(fēng)扇配合散熱器，將變頻器內(nèi)部的熱量帶走，有直流風(fēng)扇（24V)和交流風(fēng)扇兩種變頻器的構(gòu)成第61頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3.外部端子——主回路接口

工頻電網(wǎng)輸入380V3PH/220V3PH220V1PHM3～制動(dòng)電阻直流電抗器三相交流電機(jī)P/+PR第62頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路接口3.外部端子——控制電路端子控制電路輸入端子開關(guān)量輸入模擬量輸入編碼器接口控制電路輸出端子開關(guān)量輸出模擬量輸出通信接口外接控制端子——主要用于遠(yuǎn)距離、多功能控制通信接口——主要用于多電動(dòng)機(jī)、系統(tǒng)控制第63頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)通信接口

變頻器通常采用標(biāo)準(zhǔn)裝備RS485接口，配上選擇通信卡可以對應(yīng)世界各地的變頻器進(jìn)行通信。現(xiàn)場總線ＭＥＭOBUS（標(biāo)準(zhǔn)裝備）DeviceNetProfibus-DPCC-LinkCANopen

LonWorks

通信選用卡InterBus-S

RS485板第64頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)通信接口通信接口人機(jī)界面通信接口使用場合：各類中大型生產(chǎn)線或系統(tǒng)特點(diǎn)：所有控制均通過通信電纜線路相對簡單，自動(dòng)化水平高，信息交換量大實(shí)時(shí)性好，抗擾能力強(qiáng),為防止網(wǎng)絡(luò)故障，特設(shè)獨(dú)立急停功能投入大，調(diào)試維護(hù)困難第65頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)通信擴(kuò)展卡插槽變頻器控制板通信接口第66頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.3.2分類1.按變換環(huán)節(jié)分類

按變換環(huán)節(jié)來分可以分為交-交直接變頻器和交-直-交間接變頻器。優(yōu)點(diǎn)：沒有中間環(huán)節(jié)，變換效率高。缺點(diǎn)：總設(shè)備投資大，交-交變頻器的最大輸出頻率為30HZ，其應(yīng)用受到限制。改變正反組切換頻率可以調(diào)節(jié)輸出交流電的頻率，而改變?chǔ)恋拇笮〖纯烧{(diào)節(jié)矩形波的幅值第67頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)整流逆變直流電壓電源電壓輸出電壓◆變頻器的電壓波形變化輸出電壓的平均值是正弦波正弦波ＰＷＭ（脈寬調(diào)制）控制方式～整流部分儲(chǔ)能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流直流直流交流交-直-交變頻器：

目前三菱變頻器大都為交-直-交變頻器。第68頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)交-直-交變頻器主要有3種結(jié)構(gòu)形式

調(diào)壓和調(diào)頻分別在兩個(gè)環(huán)節(jié)上，由控制電路進(jìn)行協(xié)調(diào)，但電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)低，輸出諧波大。整流環(huán)節(jié)采用不可控整流，增設(shè)斬波器進(jìn)行調(diào)壓，再用逆變器變頻，克服了功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，輸出諧波仍大。調(diào)壓和調(diào)頻都在逆變器上進(jìn)行，輸出電壓是一系列脈沖，調(diào)節(jié)脈沖寬度就可以調(diào)節(jié)輸出電壓值，是最好的一種調(diào)壓調(diào)頻方法。第69頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2．按直流電路的濾波方式分類

交-直-交變頻器中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件可以是電容或是電感，據(jù)此，變頻器分成電壓型變頻器和電流型變頻器兩大類。

輸出交流電壓是矩形波或階梯波，電流波形接近于正弦波

中間環(huán)節(jié)是大電容器濾波，使直流側(cè)電壓UD恒定，變頻器的輸出電壓隨之恒定，相當(dāng)于理想的電壓源，稱為交-直-交電壓型變頻器。電壓型變頻器現(xiàn)在變頻器大多都屬于電壓型第70頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電流型變頻器

輸出交流電流是矩形波或階梯波，電壓波形接近于正弦波

中間環(huán)節(jié)是電感很大的電抗器濾波，電源阻抗很大，直流環(huán)節(jié)中的電流ID可近似于恒定，逆變器輸出電流隨之恒定，相當(dāng)于理想的電流源，稱為交－直－交電流型變頻器。

第71頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3．按輸出電壓的調(diào)制方式分類

按輸出電壓的調(diào)制方式分為脈幅調(diào)制（PAM）方式和脈寬調(diào)制（PWM）方式。

（1）脈幅調(diào)制可控整流器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻，調(diào)壓和調(diào)頻分別在兩個(gè)不同的環(huán)節(jié)上進(jìn)行，控制復(fù)雜，較少采用。第72頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（2）脈寬調(diào)節(jié)

脈寬調(diào)節(jié)（PulseWidthModulation，PWM）方式指變頻器輸出電壓的大小是通過改變輸出脈沖的占空比來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)過程中，逆變器負(fù)責(zé)調(diào)頻調(diào)壓。

第73頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)SPWM調(diào)制載波PWM（PulseWidthModuration）調(diào)制PWM調(diào)制是：利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個(gè)開關(guān)可以得到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲得理想的控制效果：輸出電流近似正弦載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同GTR變頻器由于開關(guān)頻率太低，電機(jī)噪聲較大，IGBT有效的解決了這個(gè)問題（2）脈寬調(diào)節(jié)

第74頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4．按變頻控制方式分類

根據(jù)變頻控制方式的不同，變頻器大致可以分4類：U/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器。

5．按用途分類

分為通用變頻器和專用變頻器。此外，變頻器按電壓等級(jí)可分低壓變頻器和高壓變頻器，低壓變頻器分為單相220V、三相380V、三相660V、三相1

140V。高壓（國際上稱作中壓）變頻器分為3kV、6kV和l0kV3種。如果采用公共直流母線逆變器，則要選擇直流電壓，其等級(jí)有24V、48V、110V、200V、500V、1

000V等。

第75頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)6.3.3控制方式1.U/f控制方式

U/f控制方式是指在變頻調(diào)速過程中為了保持主磁通的恒定，而使U/f=常數(shù)的控制方式，這是變頻器的基本控制方式。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，機(jī)械特性硬度好，可滿足一般傳動(dòng)平滑調(diào)速的需要；缺點(diǎn)是低頻運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)容易出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)矩不足，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償；開環(huán)運(yùn)行時(shí)，控制性能相對差些。應(yīng)用場合：多用于通用變頻器，進(jìn)行風(fēng)機(jī)、泵類、生產(chǎn)線的工作臺(tái)傳動(dòng)、空調(diào)等的控制。第76頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2、轉(zhuǎn)差頻率控制方式

（1）U/f控制方式可滿足普通系統(tǒng)的控制要求，其轉(zhuǎn)速控制精度及系統(tǒng)的響應(yīng)性較差。（2）轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器是利用閉環(huán)控制環(huán)節(jié)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)矩成正比的原理，通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差Δn，來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速精度的目的。（3）轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器內(nèi)設(shè)比較電路和PID控制電路，處理目標(biāo)信號(hào)和反饋信號(hào)。第77頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)U/f控制變頻器和轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器的區(qū)別：

U/?控制變頻器內(nèi)部不用設(shè)置PID控制功能，不用設(shè)置反饋端子。而轉(zhuǎn)差頻率控制在變頻器的內(nèi)部要設(shè)比較電路和PID控制電路。如果用U/?控制變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，要在變頻器之外配置PID控制板。

用U/?控制變頻器實(shí)現(xiàn)PID控制第78頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

矢量控制理論是上世紀(jì)70年代西門子公司工程師F.Blaschke首先提出，用來解決交流電動(dòng)機(jī)控制問題。磁場定向原理：分別對異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)距的目的。利用“等效”的概念，將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵(lì)磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時(shí)控制兩分量間的幅度和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。（1）控制策略3.矢量控制方式第79頁，課件共87頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相媲美，而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距。異步電動(dòng)機(jī)上需同軸安裝編碼器，用于轉(zhuǎn)子角位移測量和轉(zhuǎn)速測量。矢量變頻器具有異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測、辯識(shí)和自適應(yīng)等功能。在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。