电力拖动自动控制系统(陈伯时)6-5基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统课件

6.5基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统16.5基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统1学习要点：1.交—直—交电压源变频调速系统结构原理图，主要控制环节

2.转差频率控制的基本概念，转差频率控制规律，转差频率控制的变频调速系统。

重点、难点:通用变频器的控制系统。2学习要点：1.交—直—交电压源变频调速系统结构原理图，主转速开环恒压频比控制的调速系统——通用变频器-异步电动机调速系统转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统3转速开环恒压频比控制的调速系统——通用变频器-异步电动机调

M3~电压检测泵升限制电流检测温度检测电流检测单片机显示设定接口PWM发生器驱动电路~URUIR0R1R2RbVTbK1.转速开环恒压频比控制的调速系统

——通用变频器-异步电动机调速系统4M电压泵升电流温度电流单显示设定接口PWM驱动~URUIR进线电抗器二极管整流器虽然是全波整流装置，但由于其输出端有电容存在，因此输入电流呈脉冲波形，必须进行滤波。5进线电抗器二极管整流器虽然是全波整流控制作用tfufu斜坡函数U/f

曲线驱动电路工作频率设定升降速时间设定电压补偿设定PWM产生6控制作用tfufu斜坡函2.转速闭环转差频率控制的调速系统

电力拖动自动控制系统基本运动方程式

调速系统的动态性能就是控制转矩的能力。

在异步电动机变频调速系统中,怎样通过控制电压（电流）和频率来控制电磁转矩?72.转速闭环转差频率控制的调速系统电力拖动自动控（1）

转差频率控制的基本概念

直流他励电动机的转矩与电枢电流成正比，控制电流就能控制转矩，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。在交流异步电动机中，影响转矩的因素较多，控制异步电动机转矩的问题比较复杂。8（1）转差频率控制的基本概念直流他励电动机的转矩与电恒Eg/1

控制时的电磁转矩公式

ωs=sω1，转差角频率9恒Eg/1控制时的电磁转矩公式

当电机稳态运行时，s值很小，因而s也很小，只有1的百分之几，可以认为，则转矩可近似表示为：

在s值很小的稳态运行范围内，如果能够保持气隙磁通m不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率s成正比。控制转差频率s，就代表控制转矩。10当电机稳态运行时，s值很小，因而s也很小，只有（2）转差频率控制规律在s较小的稳态运行段上，转矩Te基本上与s成正比，当Te达到其最大值Temax时，s达到smax值。ωsωsmaxωsmTeTemaxTem011（2）转差频率控制规律在s较小的稳态运行段上，转矩取可得

12取可得12转差频率控制规律之一

在转差频率控制系统中，设s的限幅值为

就可以基本保持Te与s的正比关系，也就可以用转差频率控制来代表转矩控制。这是转差频率控制的基本规律之一。13转差频率控制规律之一在转差频率控制系统中，

上述规律是在保持m恒定的前提下成立，而按恒控制可保持m恒定。要实现恒Eg/1控制，须在Us/1

=恒值的基础上再提高电压Us

以补偿定子压降。14上述规律是在保持m恒定的前提下成立，而转差频率控制规律之二OUs/1=Const.Eg/1=Const.定子电流增大的趋势15转差频率控制规律之二OUs/1=Const.Eg/（3）转差频率控制的变压变频调速系统FBS电压型逆变器PWMM3~ASR16（3）转差频率控制的变压变频调速系统FBSMASR16

转差角频率*s与实测转速信号相加后得到定子频率输入信号*1，这一关系是转差频率控制系统突出的优点。它表明，在调速过程中，实际频率1随着实际转速同步地上升或下降，有如水涨而船高，因此加、减速平滑而且稳定。17转差角频率*s与实测转速信号相加后得到定子

同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统能用对应于sm的限幅转矩Tem进行控制，保证了在允许条件下的快速性。18同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统能转差频率控制系统的不足之处（1）转差频率控制规律是从稳态等效电路和稳态转矩公式出发的，所谓的“保持磁通m恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立，这不得不影响系统的实际动态性能。19转差频率控制系统的不足之处（1）转差频率控制规律是函数关系只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位，而在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。转差频率控制系统的不足之处（2）20函数关系只抓住了定子电流的幅值，没在频率控制环节中，取，使频率与转速同步升降，这本是转差频率控制的优点。如果转速检测信号不准确或存在干扰，会直接给频率造成误差，因为所有这些偏差和干扰都以正反馈的形式毫无衰减地传递到频率控制信号上来了。转差频率控制系统的不足之处（3）21在频率控制环节中，取作业：6-3、6-5、6-622作业：6-3、6-5、6-6226.5基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统236.5基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统1学习要点：1.交—直—交电压源变频调速系统结构原理图，主要控制环节

2.转差频率控制的基本概念，转差频率控制规律，转差频率控制的变频调速系统。

重点、难点:通用变频器的控制系统。24学习要点：1.交—直—交电压源变频调速系统结构原理图，主转速开环恒压频比控制的调速系统——通用变频器-异步电动机调速系统转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统25转速开环恒压频比控制的调速系统——通用变频器-异步电动机调

M3~电压检测泵升限制电流检测温度检测电流检测单片机显示设定接口PWM发生器驱动电路~URUIR0R1R2RbVTbK1.转速开环恒压频比控制的调速系统

——通用变频器-异步电动机调速系统26M电压泵升电流温度电流单显示设定接口PWM驱动~URUIR进线电抗器二极管整流器虽然是全波整流装置，但由于其输出端有电容存在，因此输入电流呈脉冲波形，必须进行滤波。27进线电抗器二极管整流器虽然是全波整流控制作用tfufu斜坡函数U/f

曲线驱动电路工作频率设定升降速时间设定电压补偿设定PWM产生28控制作用tfufu斜坡函2.转速闭环转差频率控制的调速系统

电力拖动自动控制系统基本运动方程式

调速系统的动态性能就是控制转矩的能力。

在异步电动机变频调速系统中,怎样通过控制电压（电流）和频率来控制电磁转矩?292.转速闭环转差频率控制的调速系统电力拖动自动控（1）

转差频率控制的基本概念

直流他励电动机的转矩与电枢电流成正比，控制电流就能控制转矩，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。在交流异步电动机中，影响转矩的因素较多，控制异步电动机转矩的问题比较复杂。30（1）转差频率控制的基本概念直流他励电动机的转矩与电恒Eg/1

控制时的电磁转矩公式

ωs=sω1，转差角频率31恒Eg/1控制时的电磁转矩公式

当电机稳态运行时，s值很小，因而s也很小，只有1的百分之几，可以认为，则转矩可近似表示为：

在s值很小的稳态运行范围内，如果能够保持气隙磁通m不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率s成正比。控制转差频率s，就代表控制转矩。32当电机稳态运行时，s值很小，因而s也很小，只有（2）转差频率控制规律在s较小的稳态运行段上，转矩Te基本上与s成正比，当Te达到其最大值Temax时，s达到smax值。ωsωsmaxωsmTeTemaxTem033（2）转差频率控制规律在s较小的稳态运行段上，转矩取可得

34取可得12转差频率控制规律之一

在转差频率控制系统中，设s的限幅值为

就可以基本保持Te与s的正比关系，也就可以用转差频率控制来代表转矩控制。这是转差频率控制的基本规律之一。35转差频率控制规律之一在转差频率控制系统中，

上述规律是在保持m恒定的前提下成立，而按恒控制可保持m恒定。要实现恒Eg/1控制，须在Us/1

=恒值的基础上再提高电压Us

以补偿定子压降。36上述规律是在保持m恒定的前提下成立，而转差频率控制规律之二OUs/1=Const.Eg/1=Const.定子电流增大的趋势37转差频率控制规律之二OUs/1=Const.Eg/（3）转差频率控制的变压变频调速系统FBS电压型逆变器PWMM3~ASR38（3）转差频率控制的变压变频调速系统FBSMASR16

转差角频率*s与实测转速信号相加后得到定子频率输入信号*1，这一关系是转差频率控制系统突出的优点。它表明，在调速过程中，实际频率1随着实际转速同步地上升或下降，有如水涨而船高，因此加、减速平滑而且稳定。39转差角频率*s与实测转速信号相加后得到定子

同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统能用对应于sm的限幅转矩Tem进行控制，保证了在允许条件下的快速性。40同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统能转差频率控制系统的不足之处（1）转差频率控制规律是从稳态等效电路和稳态转矩公式出发的，所谓的“保持磁通m恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立，这不得不影响系统的实际动态性能。41转差频率控制系统的不足之处（1）转差频率控制规律是函数关系只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位，而在动态中电流的相位也