变频调速的基本控制方式简述

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：由式，要保持Φm不变，当频率f1调节时，必须同时调节Eg，使2）恒压频比的控制。因为定子感应电动势Eg不能直接测量，难以对它进行直接控制，若忽略定子绕组的阻抗压降，则电动机定子电压Us≈Eg，代入式得按式在调频的同时调节电压Us，可以基本上保持气隙磁通不变，这称为恒压频比控制。

异步电动机定子输入电能，经过气隙磁场传输到转子，气隙磁场是电动机能量传输的介质。电动机设计时，考虑到电动机磁路的饱和特性都有气隙最大磁通量Φ_m的限制，若气隙磁通小于Φ_m，一则没有充分利用电动机的铁心，二则电动机的转矩将减小，使电动机的负载能力下降；若气隙磁通大于Φ_m，这时铁心处于饱和状态，会导致励磁电流增加和电动机发热，严重时会因为绕组过热而损坏电动机，因此在调速过程中应保持电动机每极磁通量为允许的最大磁通量Φ_m不变。在直流电动机中，气隙磁通由励磁电流控制，只要对电枢反应作恰当的补偿，就能保持气隙磁通不变，而对于异步电动机，励磁电流包含在定子电流中，励磁电流不能独立控制，要保持气隙磁通不变就比较困难。

由异步电动机定子每相电动势

E_g=4.44f₁N_sk_WsΦ_m=Cf₁Φ_m （3.19）

式中，E_g为定子每相感应电动势的有效值（V）；f₁为定子频率（Hz）；N_s为定子每相绕组串联匝数；k_Ws为基波绕组系数；Φ_m为每极气隙磁通量（Wb）。

在式（3.19）中，N_s和k_Ws对每台电动机都是常数，因此控制E_g和f₁便可达到控制磁通Φ_m的目的。下面按基频（额定频率）以下和基频以上两种情况进行分析。

1.基频以下调速

1）保持定子感应电动势与频率之比为常数的控制。由式（3.19），要保持Φ_m不变，当频率f₁调节时，必须同时调节E_g，使

2）恒压频比的控制。因为定子感应电动势E_g不能直接测量，难以对它进行直接控制，若忽略定子绕组的阻抗压降，则电动机定子电压U_s≈E_g，代入式（3.19）得

按式（3.21）在调频的同时调节电压U_s，可以基本上保持气隙磁通不变，这称为恒压频比控制。现代电力电子变频器都可以方便地进行电压和频率的调节，恒压频比控制已是电力电子变频器内设的一项基本功能。

按恒压频比控制，在低频时U_s很小，定子阻抗压降在U_s中所占的比例变大，这时定子阻抗引起的电压降不能再被忽略，需要把电压U_s抬高一些，以补偿定子阻抗压降而保持Φ_m不变。恒压频比控制的电压与频率关系如图3.8所示。图中，a线为无补偿的控制特性，b线为带低频定子阻抗压降补偿的特性。

图3.8 恒压频比控制的电压与频率关系

2.基频以上调速

在基频以上调速时，f₁>f_N，但定子电压U_s不能超过电动机额定电压U_N，只能维持在U_s=U_N，由式（3.21），在f₁增加时气隙磁通将减小（Φ<Φ_m），这与直流电动机弱磁升速的情况类似。

在基频以下调速时，气隙磁通恒定，负载不变时电动机转矩也不变，属于恒转矩调速，在基频以上调速时，气隙磁通将随频率增加而减小，产生的转矩减小，但是电压为额定电压，电流最大为额定电流，属于恒功率调速，这些与直流电动机基速以下恒转矩调速，基速以上恒功率调速是一样的。

变频调速的基本控制方式简述

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