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。......
2025-09-29
恒压频比控制的变频调速系统优化方案
【摘要】：转速开环恒压频比控制变频调速系统如图3.13所示，系统由交-直-交电压型变频器和控制电路两部分组成。现在变频器都是数字控制的，参数设置和调节都很方便，恒压频比控制异步电动机调速系统在调速要求不高的场合应用，如普通机床、风机、水泵和传送运输机械等。
转速开环恒压频比控制变频调速系统如图3.13所示，系统由交-直-交电压型变频器和控制电路两部分组成。
不控整流器、泵升电压抑制电路和三相逆变器组成变频器主电路。其中，不控整流器将工频交流电整流为直流，电容C起滤波、稳压和缓冲电动机无功的作用，电阻R用于限制系统起动时电容C的充电电流，开关S在电容充电结束后短路限流电阻R避免在电动机工作时电阻R无谓地消耗电能。泵升电压抑制电路用于防止变频器直流环节过电压，在异步电动机制动时，三相定子感应电动势会经逆变器二极管整流给电容C充电，使直流环节电压升高，在电压高于额定值时稳压二极管VS击穿，晶体管VT导通为电容C提供了放电回路，多余电能在制动电阻R3上消耗，因此该系统采取的是能耗制动方式。
系统控制部分包括频率给定f∗、升降速时间设定、U/f曲线和电压补偿设定、三相SPWM调制器和驱动等环节。其中，频率给定f∗给出的是电动机三相定子电压频率，因为是转速开环控制系统，在转速不能达到预期时只有通过提高f∗来提高电动机转速。升降速时间设定用来设定电动机起动和制动的速度，在起动时尽管f∗是阶跃信号，但是升降速设定环节输出的f1∗信号按规定的曲线逐步上升，使电动机三相端频率f1也逐步上升，避免电动机以给定频率f∗直接起动可能造成的过电流跳闸故障。在f1∗=f∗时起动结束，电动机即在给定频率下工作。在电动机制动时升降速时间设定使f1∗逐步下降，电动机转速逐步减小。现在电力电子变频器有多种起动和制动曲线可供选择，以满足不同场合对电动机起、制动的要求。U/f曲线和电压补偿设定根据升、降速环节输出的频率信号f1∗，按恒压频比控制的要求（Us/f1=常数）产生相应的电压控制信号Us∗（见图3.8），以保证电动机调速时气隙磁通Φm不变，并且在低频时进行电压补偿。三相SPWM调制器根据f1∗和Us∗信号生成可调频调压的三相正弦调制波，在与三角波比较后产生逆变器六个电力电子开关器件的PWM驱动脉冲。这六路控制脉冲经驱动模块放大后驱动逆变器开关器件，使逆变器产生三相输出，这样输出三相的电压和频率与给定的Us∗和f1∗相对应。图3.14所示是一相SPWM调制的原理。
图3.13 转速开环恒压频比控制变频调速系统(https://www.chuimin.cn)
图3.14 SPWM驱动信号产生原理
在需要调速时，调节给定f∗，电动机端电压和频率随f∗自动调整，电动机转速随之改变，由于升降速设定环节控制了转速的升降速度，U/f曲线环节保证了基频下的Us/f1=常数控制，调频调速时气隙磁通Φm不变，异步电动机升降速较平稳，稳态有较好的性能。
恒压频比控制是现代电子变频器都内置的基本控制功能，恒压频比控制采用转速开环控制，没有转速反馈，不需要转速调节器，结构简单，一台变频器接上电动机就可以使用。现在变频器都是数字控制的，参数设置和调节都很方便，恒压频比控制异步电动机调速系统在调速要求不高的场合应用，如普通机床、风机、水泵和传送运输机械等。
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2025-09-29
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