第3篇1变频调速异步电机控制方式课件

第3篇交流传动控制原理第3篇交流传动控制原理1概述异步电动机磁通分析异步电动机恒压频比调速电力电子变压变频器第1章变频调速异步电机控制原理概述第1章变频调速异步电机控制原理21.1异步电动机概述异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。 稳态等值电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性。 机械特性则表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系。1.1异步电动机概述异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳31.1.1异步电动机稳态数学模型转差率与转速的关系或

电动机极对数

供电电源频率

同步转速

1.1.1异步电动机稳态数学模型转差率与转速的关系或电动机4异步电动机稳态等效电路图1-1异步电动机T型等效电路假定条件：①忽略空间和时间谐波，②忽略磁饱和，③忽略铁损异步电动机稳态等效电路图1-1异步电动机T型等效电路假5异步电动机稳态等效电路式中

转子相电流（折合到定子侧）

异步电动机稳态等效电路式中转子相电流（折合到定子侧）6异步电动机稳态等效电路图1-2异步电动机简化等效电路忽略励磁电流异步电动机稳态等效电路图1-2异步电动机简化等效电路忽略7异步电动机稳态等效电路简化等效电路的相电流异步电动机稳态等效电路简化等效电路的相电流8异步电动机的机械特性异步电动机传递的电磁功率

机械同步角速度

异步电动机的机械特性异步电动机传递的电磁功率机械同步角速度9异步电动机的机械特性异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式）异步电动机的机械特性异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式）10异步电动机的机械特性对s求导，并令

最大转矩，又称临界转矩

异步电动机的机械特性对s求导，并令最大转矩，又称临界转矩11异步电动机的机械特性临界转差率：对应最大转矩的转差率异步电动机的机械特性临界转差率：对应最大转矩的转差率12异步电动机的机械特性将机械特性方程式分母展开异步电动机的机械特性将机械特性方程式分母展开13异步电动机的机械特性当s很小时，忽略分母中含s各项转矩近似与s成正比，机械特性近似为直线

异步电动机的机械特性当s很小时，忽略分母中含s各项转矩近似与14异步电动机的机械特性当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项转矩近似与s成反比，机械特性是一段双曲线异步电动机的机械特性当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项15异步电动机的机械特性异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。图1-3异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无161.2异步电动机的调速方法与气隙磁通异步电动机的调速方法 所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，以达到调速的目的。1.2异步电动机的调速方法与气隙磁通异步电动机的调速方法17异步电动机的调速方法由异步电动机的机械特性方程式可知，能够改变的参数可分为3类：电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）。异步电动机的调速方法由异步电动机的机械特性方程式可知，能够改18异步电动机的气隙磁通三相异步电动机定子每相电动势的有效值忽略定子绕组电阻和漏磁感抗压降异步电动机的气隙磁通三相异步电动机定子每相电动势的有效值忽略19异步电动机的气隙磁通气隙磁通

为了保持气隙磁通恒定，应使

或近似为

异步电动机的气隙磁通气隙磁通为了保持气隙磁通恒定，应使201.3恒压频比调速变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法，同步转速随频率而变化1.3恒压频比调速变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一211.3.1

变压变频调速的基本原理异步电动机的实际转速稳态速降

随负载大小变化

1.3.1变压变频调速的基本原理异步电动机的实际转速稳22气隙磁通控制只要控制便可控制气隙磁通

气隙磁通控制只要控制便可控制气隙磁通23基频以下调速

当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果磁通过大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电机。最好是保持每极磁通量为额定值不变。基频以下调速当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果24基频以下调速

当频率从额定值向下调节时，必须使基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。基频以下调速当频率从额定值向下调节时，必须使基频以下应采25基频以下调速

恒压频比的控制方式当电动势值较高时，忽略定子电阻和漏感压降，基频以下调速恒压频比的控制方式26基频以下调速

低频补偿（低频转矩提升） 低频时，定子电阻和漏感压降所占的份量比较显著，不能再忽略。 人为地把定子电压抬高一些，以补偿定子阻抗压降。 负载大小不同，需要补偿的定子电压也不一样。基频以下调速低频补偿（低频转矩提升）27基频以下调速

通常在控制软件中备有不同斜率的补偿特性，以供用户选择。 a——无补偿b——带定子电压补偿图1-9恒压频比控制特性基频以下调速通常在控制软件中备有不同斜率的补偿特性，以供用281.3.2变压变频调速时的机械特性基频以下采用恒压频比控制异步电动机机械特性方程式改写为1.3.2变压变频调速时的机械特性基频以下采用恒压频比控29基频以下调速当s很小时，忽略上式分母中含s各项，或

基频以下调速当s很小时，忽略上式分母中含s各项，或30基频以下调速对于同一转矩，转速降落基本不变在恒压频比的条件下把频率向下调节时，机械特性基本上是平行下移的。基频以下调速对于同一转矩，转速降落基本不变在恒压频比的条件下31基频以下调速临界转矩

随着频率的降低而减小。当频率较低时，电动机带载能力减弱，采用低频定子压降补偿，适当地提高电压，可以增强带载能力。基频以下调速临界转矩随着频率的降低而减小。32基频以下调速转差功率与转速无关，故称作转差功率不变型。基频以下调速转差功率与转速无关，故称作转差功率不变型。331.3.3基频以下电压补偿控制在基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点。但负载的变化时定子压降不同，将导致磁通改变，须采用定子电压补偿控制。根据定子电流的大小改变定子电压，以保持磁通恒定。1.3.3基频以下电压补偿控制在基频以下运行时，采用恒341.3.3基频以下电压补偿控制为了使参考极性与电动状态下的实际极性相吻合，感应电动势采用电压降的表示方法，由高电位指向低电位。

图1-12异步电动机等值电路和感应电动势1.3.3基频以下电压补偿控制为了使参考极性与电动状态35三种磁通气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势

定子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势

转子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势

三种磁通气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势定子全磁通在定36恒定子磁通控制

保持定子磁通恒定：

定子电动势不好直接控制，能够直接控制的只有定子电压，按补偿定子电阻压降，就能够得到恒定子磁通。

常值恒定子磁通控制保持定子磁通恒定：定子电动势不37恒定子磁通控制

忽略励磁电流，转子电流电磁转矩恒定子磁通控制忽略励磁电流，转子电流电磁转矩38恒定子磁通控制

恒压频比控制时的转矩式

两式相比可知，恒定子磁通控制时转矩表达式的分母小于恒压频比控制特性中的同类项。当转差率s相同时，采用恒定子磁通控制方式的电磁转矩大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制恒压频比控制时的转矩式两式相比可知，恒定子39恒定子磁通控制

临界转差率

临界转矩

频率变化时，恒定子磁通控制的临界转矩恒定不变。恒定子磁通控制临界转差率临界转矩频率变化时，恒定子磁通40恒定子磁通控制

比较可知恒定子磁通控制的临界转差率大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制的临界转矩也大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制比较可知41恒气隙磁通控制

保持气隙磁通恒定：

定子电压除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子漏抗压降。常值恒气隙磁通控制保持气隙磁通恒定：定子电压除了补偿定子电阻42恒气隙磁通控制

转子电流电磁转矩恒气隙磁通控制转子电流电磁转矩43恒气隙磁通控制

临界转差率

临界转矩

与恒定子磁通控制方式相比较，恒气隙磁通控制方式的临界转差率和临界转矩更大，机械特性更硬。恒气隙磁通控制临界转差率临界转矩与恒定子磁通控制方式相44恒转子磁通控制

保持转子磁通恒定：

定子电压除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子和转子漏抗压降。常值恒转子磁通控制保持转子磁通恒定：定子电压除了补偿定子电阻45恒转子磁通控制

转子电流电磁转矩恒转子磁通控制转子电流电磁转矩46恒转子磁通控制

机械特性完全是一条直线，可以获得和直流电动机一样的线性机械特性，这正是高性能交流变频调速所要求的稳态性能。恒转子磁通控制机械特性完全是一条直线，可以获得和直流电动机47不同控制方式下的机械特性

图1-13异步电动机在不同控制方式下的机械特性a）恒压频比控制b）恒定子磁通控制c）恒气隙磁通控制d）恒转子磁通控制不同控制方式下的机械特性图1-13异步电动机在不同控制48不同控制方式的比较

恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降。不同控制方式的比较恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性49不同控制方式下的比较恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式均需要定子电压补偿，控制要复杂一些。恒定子磁通和恒气隙磁通的控制方式虽然改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，仍受到临界转矩的限制。恒转子磁通控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性，性能最佳。不同控制方式下的比较恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制501.4恒功率调速

在基频以上调速时，频率从基频向上升高，受到电机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能无限制升高，最多只能保持某电压不变。这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。近似于直流电机弱磁状态，电机输入功率无法升高，只能以恒功率状态运行。1.4恒功率调速在基频以上调速时，频率从基51恒功率运行

方式恒功率运行方式52恒功率1：恒功率2：恒功率1：恒功率2：53第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机恒功率1：第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机恒功率1：54第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机恒功率2：第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机恒功率2：55变压变频调速

图1-10异步电动机变压变频调速的控制特性变压变频调速图1-10异步电动机变压变频调速的控制特性56基频以上调速电压不能从额定值再向上提高，只能保持不变，机械特性方程式可写成临界转矩表达式

基频以上调速电压不能从额定值再向上提高，只能保持不变，机械特57基频以上调速临界转差

当s很小时，忽略上式分母中含s各项

或基频以上调速临界转差当s很小时，忽略上式分母中含s各项或58基频以上调速带负载时的转速降落

对于相同的电磁转矩，角频率越大，转速降落越大，机械特性越软，与直流电动机弱磁调速相似。基频以上调速带负载时的转速降落对于相同的电磁转矩，角频率越59基频以上调速转差功率

带恒功率负载运行时转差功率基本不变。基频以上调速转差功率带恒功率负载运行时转差功率基本不变。60变压变频调速时的机械特性图1-11异步电动机变压变频调速机械特性变压变频调速时的机械特性图1-11异步电动机变压变频调速机61变压变频调速在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式。在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，由于转速上升，允许输出功率基本恒定，属于“近似的恒功率调速”方式。变压变频调速在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属62法国TGV、西班牙AVE机车主电路

（同步电机）励磁法国TGV、西班牙AVE机车主电路

（同步电机）励磁63韩国TGV机车主电路（同步电机）励磁韩国TGV机车主电路（同步电机）励磁64电流型逆变器(异步电机)电流型逆变器(异步电机)65GTO电压型逆变器(欧洲之星TGV)GTO电压型逆变器(欧洲之星TGV)66每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电典型的地铁牵引变频器MACMACMACMAC每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电典型的地铁牵引变67MRE_2563_FRBH(O-M)DJ(M)CA2(I)TFPH(O-C)DJ(C)ONDCA2(I)-ONDCA1(I)-ONDM1PT2(15kVDB)PT1(25kV&15kVCFF)TFI-QL(M)SF-FI-50C(IS)FI-50CAP-FI-50H3-FIRHC(IS)PMCF1C(IS)E(C)R(PC)E(C)C(PC)E(C)CVS-AUXsuressieux1et3C(IS)PMCF2Essieu4Essieu3Essieu23x1mFx3C(PC)FI-50H(O-15)PalpageavecéclateurPF(C)R(PC)FI-50PF(M)E-TFPCA(I)DIFFCA(U)ECCA(U)PMCF3x1,33mFCAP-ONDCC-FI-50CA2(I)PMCFSF1-HACHSF2-HACHH-INV-CONTH-INV-15H-15H-CONTCA(I)RHR(DC)CAP-ONDCAP-2FR(DC)CAP-2FOND-RHPMCFC(PC)PMCFR(PC)PMCFOption"Filtre50Hz"Optionsnonreprésentées:-ChauffagePT4(1,5kV&3kVSNCB)Notasurlespantographespourlefonctionnementsous3kV:-Surledémonstrateur,enconfiguration3pantographes,onutiliserauniquementlepantographe3(PT3)avecunarchetadaptéauxessaisréalisésH2-FIH1-FISF1-FISF2-FICA1(I)TFPTFI-50R(DC)CAP-FI-507,2mH7,2mH2,835mH2,835mH10mH1mFPT3(3kVFS)CA1(I)PMCF50?50?50?3,7?适用于4种电压供电的机车牵引变频器(~25Kv/15kV,=3kV/1,5kV)MRE_2563_FRBH(O-M)DJ(M)CA2(I)68DJ(C)DJ(M)EcrêteurC(ALI)FIR(ALI)FISF1-FISF2-FIH-FI-XXSF-FI-XXCAP-FI-XX}X3=~380V~M1AUXPMCFONDC(PC)PMCFR(PC)PMCFCAP-PMCFCAP-ONDRH1CA(I)PMCFCA(U)PMCFCA(U)ONDFTR-17/08/1998RevE-Page2PalpageH(O-M)CA(U)1/2-ONDH(O-C)CA1(I)TFPCA2(I)TFPCA(U)1/3-ONDCA(I)1-ONDCA(I)2-ONDQ1L(M)H-2FC(IS)E(C)SF2-2F-FISF1-2F-FIH4-PMCFC(PC)E(C)R(PC)E(C)CAP-2FC(PC)PMCF牵引变频器

3种电压供电的机车(~25Kv/15kV,=1,5kV)DJ(C)DJ(M)EcrêteurC(ALI)FIR(AL69第3篇交流传动控制原理第3篇交流传动控制原理70概述异步电动机磁通分析异步电动机恒压频比调速电力电子变压变频器第1章变频调速异步电机控制原理概述第1章变频调速异步电机控制原理711.1异步电动机概述异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。 稳态等值电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性。 机械特性则表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系。1.1异步电动机概述异步电动机稳态数学模型包括异步电动机稳721.1.1异步电动机稳态数学模型转差率与转速的关系或

电动机极对数

供电电源频率

同步转速

1.1.1异步电动机稳态数学模型转差率与转速的关系或电动机73异步电动机稳态等效电路图1-1异步电动机T型等效电路假定条件：①忽略空间和时间谐波，②忽略磁饱和，③忽略铁损异步电动机稳态等效电路图1-1异步电动机T型等效电路假74异步电动机稳态等效电路式中

转子相电流（折合到定子侧）

异步电动机稳态等效电路式中转子相电流（折合到定子侧）75异步电动机稳态等效电路图1-2异步电动机简化等效电路忽略励磁电流异步电动机稳态等效电路图1-2异步电动机简化等效电路忽略76异步电动机稳态等效电路简化等效电路的相电流异步电动机稳态等效电路简化等效电路的相电流77异步电动机的机械特性异步电动机传递的电磁功率

机械同步角速度

异步电动机的机械特性异步电动机传递的电磁功率机械同步角速度78异步电动机的机械特性异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式）异步电动机的机械特性异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式）79异步电动机的机械特性对s求导，并令

最大转矩，又称临界转矩

异步电动机的机械特性对s求导，并令最大转矩，又称临界转矩80异步电动机的机械特性临界转差率：对应最大转矩的转差率异步电动机的机械特性临界转差率：对应最大转矩的转差率81异步电动机的机械特性将机械特性方程式分母展开异步电动机的机械特性将机械特性方程式分母展开82异步电动机的机械特性当s很小时，忽略分母中含s各项转矩近似与s成正比，机械特性近似为直线

异步电动机的机械特性当s很小时，忽略分母中含s各项转矩近似与83异步电动机的机械特性当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项转矩近似与s成反比，机械特性是一段双曲线异步电动机的机械特性当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项84异步电动机的机械特性异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。图1-3异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无851.2异步电动机的调速方法与气隙磁通异步电动机的调速方法 所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，以达到调速的目的。1.2异步电动机的调速方法与气隙磁通异步电动机的调速方法86异步电动机的调速方法由异步电动机的机械特性方程式可知，能够改变的参数可分为3类：电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）。异步电动机的调速方法由异步电动机的机械特性方程式可知，能够改87异步电动机的气隙磁通三相异步电动机定子每相电动势的有效值忽略定子绕组电阻和漏磁感抗压降异步电动机的气隙磁通三相异步电动机定子每相电动势的有效值忽略88异步电动机的气隙磁通气隙磁通

为了保持气隙磁通恒定，应使

或近似为

异步电动机的气隙磁通气隙磁通为了保持气隙磁通恒定，应使891.3恒压频比调速变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法，同步转速随频率而变化1.3恒压频比调速变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一901.3.1

变压变频调速的基本原理异步电动机的实际转速稳态速降

随负载大小变化

1.3.1变压变频调速的基本原理异步电动机的实际转速稳91气隙磁通控制只要控制便可控制气隙磁通

气隙磁通控制只要控制便可控制气隙磁通92基频以下调速

当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果磁通过大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电机。最好是保持每极磁通量为额定值不变。基频以下调速当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果93基频以下调速

当频率从额定值向下调节时，必须使基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。基频以下调速当频率从额定值向下调节时，必须使基频以下应采94基频以下调速

恒压频比的控制方式当电动势值较高时，忽略定子电阻和漏感压降，基频以下调速恒压频比的控制方式95基频以下调速

低频补偿（低频转矩提升） 低频时，定子电阻和漏感压降所占的份量比较显著，不能再忽略。 人为地把定子电压抬高一些，以补偿定子阻抗压降。 负载大小不同，需要补偿的定子电压也不一样。基频以下调速低频补偿（低频转矩提升）96基频以下调速

通常在控制软件中备有不同斜率的补偿特性，以供用户选择。 a——无补偿b——带定子电压补偿图1-9恒压频比控制特性基频以下调速通常在控制软件中备有不同斜率的补偿特性，以供用971.3.2变压变频调速时的机械特性基频以下采用恒压频比控制异步电动机机械特性方程式改写为1.3.2变压变频调速时的机械特性基频以下采用恒压频比控98基频以下调速当s很小时，忽略上式分母中含s各项，或

基频以下调速当s很小时，忽略上式分母中含s各项，或99基频以下调速对于同一转矩，转速降落基本不变在恒压频比的条件下把频率向下调节时，机械特性基本上是平行下移的。基频以下调速对于同一转矩，转速降落基本不变在恒压频比的条件下100基频以下调速临界转矩

随着频率的降低而减小。当频率较低时，电动机带载能力减弱，采用低频定子压降补偿，适当地提高电压，可以增强带载能力。基频以下调速临界转矩随着频率的降低而减小。101基频以下调速转差功率与转速无关，故称作转差功率不变型。基频以下调速转差功率与转速无关，故称作转差功率不变型。1021.3.3基频以下电压补偿控制在基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点。但负载的变化时定子压降不同，将导致磁通改变，须采用定子电压补偿控制。根据定子电流的大小改变定子电压，以保持磁通恒定。1.3.3基频以下电压补偿控制在基频以下运行时，采用恒1031.3.3基频以下电压补偿控制为了使参考极性与电动状态下的实际极性相吻合，感应电动势采用电压降的表示方法，由高电位指向低电位。

图1-12异步电动机等值电路和感应电动势1.3.3基频以下电压补偿控制为了使参考极性与电动状态104三种磁通气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势

定子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势

转子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势

三种磁通气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势定子全磁通在定105恒定子磁通控制

保持定子磁通恒定：

定子电动势不好直接控制，能够直接控制的只有定子电压，按补偿定子电阻压降，就能够得到恒定子磁通。

常值恒定子磁通控制保持定子磁通恒定：定子电动势不106恒定子磁通控制

忽略励磁电流，转子电流电磁转矩恒定子磁通控制忽略励磁电流，转子电流电磁转矩107恒定子磁通控制

恒压频比控制时的转矩式

两式相比可知，恒定子磁通控制时转矩表达式的分母小于恒压频比控制特性中的同类项。当转差率s相同时，采用恒定子磁通控制方式的电磁转矩大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制恒压频比控制时的转矩式两式相比可知，恒定子108恒定子磁通控制

临界转差率

临界转矩

频率变化时，恒定子磁通控制的临界转矩恒定不变。恒定子磁通控制临界转差率临界转矩频率变化时，恒定子磁通109恒定子磁通控制

比较可知恒定子磁通控制的临界转差率大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制的临界转矩也大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制比较可知110恒气隙磁通控制

保持气隙磁通恒定：

定子电压除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子漏抗压降。常值恒气隙磁通控制保持气隙磁通恒定：定子电压除了补偿定子电阻111恒气隙磁通控制

转子电流电磁转矩恒气隙磁通控制转子电流电磁转矩112恒气隙磁通控制

临界转差率

临界转矩

与恒定子磁通控制方式相比较，恒气隙磁通控制方式的临界转差率和临界转矩更大，机械特性更硬。恒气隙磁通控制临界转差率临界转矩与恒定子磁通控制方式相113恒转子磁通控制

保持转子磁通恒定：

定子电压除了补偿定子电阻压降外，还应补偿定子和转子漏抗压降。常值恒转子磁通控制保持转子磁通恒定：定子电压除了补偿定子电阻114恒转子磁通控制

转子电流电磁转矩恒转子磁通控制转子电流电磁转矩115恒转子磁通控制

机械特性完全是一条直线，可以获得和直流电动机一样的线性机械特性，这正是高性能交流变频调速所要求的稳态性能。恒转子磁通控制机械特性完全是一条直线，可以获得和直流电动机116不同控制方式下的机械特性

图1-13异步电动机在不同控制方式下的机械特性a）恒压频比控制b）恒定子磁通控制c）恒气隙磁通控制d）恒转子磁通控制不同控制方式下的机械特性图1-13异步电动机在不同控制117不同控制方式的比较

恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降。不同控制方式的比较恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性118不同控制方式下的比较恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式均需要定子电压补偿，控制要复杂一些。恒定子磁通和恒气隙磁通的控制方式虽然改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，仍受到临界转矩的限制。恒转子磁通控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性，性能最佳。不同控制方式下的比较恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制1191.4恒功率调速

在基频以上调速时，频率从基频向上升高，受到电机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能无限制升高，最多只能保持某电压不变。这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。近似于直流电机弱磁状态，电机输入功率无法升高，只能以恒功率状态运行。1.4恒功率调速在基频以上调速时，频率从基120恒功率运行

方式恒功率运行方式121恒功率1：恒功率2：恒功率1：恒功率2：122第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机恒功率1：第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机恒功率1：123第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机恒功率2：第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机恒功率2：124变压变频调速

图1-10异步电动机变压变频调速的控制特性变压变频调速图1-10异步电动机变压变频调速的控制特性125基频以上调速电压不能从额定值再向上提高，只能保持不变，机械特性方程式可写成临界转矩表达式

基频以上调速电压不能从额定值再向上提高，只能保持不变，机械特126基频以上调速临界转差

当s很小时，忽略上式分母中含s各项

或基频以上调速临界转差当s很小时，忽略上式分母中含s各项或127基频以上调速带负载时的转速降落

对于相同的电磁转矩，角频率越大，转速降落越大，机械特性越软，与直流电动机弱磁调速相似。基频以上调速带负载时的转速降落对于相同的电磁转矩，角频率越128基频以上调速转差功率

带恒功率负载运行时转差功率基本不变。基频以上调速转差功率带恒功率负载运行时转差功率基本不变。129变压变频调速时的机械特性图1-11异步电动机变压变频调速机械特性变压变频调速时的机械特性图1-11异步电动机变压变频调速机130变压变频调速在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式。在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，由于转速上升，允许输出功率基本恒定，属于“近似的恒功率调速”方式。变压变频调速在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属131法国TGV、西班牙AVE机车主电路

（同步电机）励磁法国TGV、西班牙AVE机车主电路

（同步电机）励磁132韩国TGV机车主电路（同步电机）励磁韩国TGV机车主电路（同步电机）励磁133电流型逆变器(异步电机)电流型逆变器(异步电机)134GTO电压型逆变器(欧洲之星TGV)GTO电压型逆变器(欧洲之星TGV)135每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电典型的地铁牵引变频器MACMACMACMAC每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电典型的地铁牵引变136MRE_2563_FRBH(O-M)DJ(M)CA2(I)TFPH(O-C)DJ(C)ONDCA2(I)-ONDCA1(I)-ONDM1PT2(15kVDB)PT1(25k