交流电动机及变频调速技术

第第页共37页imCOSiimsinititsin

cos图22矢量旋转imcos,sinisin,cosit矩阵表达式：iicos,sinimisin,cositcossin图23矢量分析（三）、异步电动机坐标变换结构图中二①乂中二①乂图24等效异步电机内部是控制等效直流电机im闭环，维持恒定小it闭环，实现间接力矩控制实现速度的高动态响应...TdTfGD-dn/dt375（四）、矢量控制原理框图图25矢量控制典型框图（六）、典型的矢量控制系统转速、力矩、磁通闭环的矢量控制系统hr6.VVR电流滞坏网由数发4期力拓同节转速、力矩、磁通闭环的矢量控制系统hr6.VVR电流滞坏网由数发4期力拓同节图26转子磁链矢量控制框图TOC\o"1-5"\h\zLm

2 ?jmT2?p1T Pn?Lm.?it?2It,imIt,imLm

ItT2? 2③优点：得到了直流双闭环的特性和效果,补偿了磁通闭环的不足缺点：受电机参数的影响，T28，Lm2R2电机转子参数的变化和不可测性，影响系统的转矩控制精度。为此引进了许多方法，形成了多种方案。第三章典型生产机械及其变频调速系统第一节典型生产机械的负载转矩特性.恒转矩负载.反抗性（摩擦性）包转矩负载这种负载性质，具转矩与转速无关，而且总是反对运动的方向。如金属压延，机床台面行走。krTe-n▼图27反抗性恒转矩负载图28位能性转矩负载.位能性负载（电梯、起重机）电梯、起重机类负载为位能性负载，其特点是负载力矩总是由重力决定，因此其方向总是的，不随转速方向而改变。

二通风机、泵类负载其特点是 TKn2pKn3nn三.恒功率负载图29通风机负载特性nn三.恒功率负载有些生产机械的工艺要求，如车床。粗切消一一小，T大 p小T大由图30可见，这种负载在额定频率（转速）以下为恒磁通，恒转矩性质。精切消一一大，T小 p大T由图30可见，这种负载在额定频率（转速）以下为恒磁通，恒转矩性质。在50Hz以上，进入弱磁区，即恒功率区第二节电梯的变频调速系统、位能性负载的四象限运行血枪箱G1-G2图31电梯示意图G1=较厢自重：1000kgG2二载重，如1000kg一1〜…,“第二节电梯的变频调速系统、位能性负载的四象限运行血枪箱G1-G2图31电梯示意图G1=较厢自重：1000kgG2二载重，如1000kg一1〜…,“P-G1G21500kg平衡重为什么这样配置，以便获得较小的曳引功率如空较厢时：两边力差500kg满载时：两边力差也为500kg如果不用平衡重，就变成卷扬机了，因此在满载时要有2000kg的提升力，这样电机的功率就要增加4倍。图31电梯示意图电梯要完成四种工作状态:1、重载上升n,T 处于第一象限，电动运行状态2、空（轻）载上升n，丁3 pG,较厢上升越来越快n4,到第二象限，电机再生制动,3、空载下降”,7W反转电动状态：第三象限4、重载下降,羽，T重物匀速下降，电机处于制动状态图32电梯四象限运行电梯电动机功率选择Gv(12)102Gv(12)102总代入上式p9.64kw对1000kg（15人）=1ms平衡系数0.5总==0.55蜗轮蜗杆0.75斜齿轮0.85无齿轮1000kgim(10.5)

〜s' '1020.55选才?11.2kw的电梯专用电动机25A 6p(p=3)金茂大厦电梯G2500mg,v9啖无凿=0.8525009m0(10.5)p s 129.75kw1020.85实际选永磁同步电动机：130kw,270v,325A,157r.p.m,41.9Hz,32极ni 一P60f6041.9157rpm16以ims电梯为例，校验计算机机械部分参数转动比i30.5n960rpm绳轮直挂D600mm由图31可见：2960rpm30531.5rpm31%。0.525**少30.5 ■■60电梯的运行线速度，即为绳轮的线速度vrD22n2 Dn2 0.6m0.525ms0.99ms1ms三、电梯的运行曲线电梯是垂直交通工具，因此有一个平稳和舒适的问题，当然可靠性是第一位的。控制起动段0一t3制动段t4-t7的所谓S形曲线，就是为了限制其加速度和加加速度，以使人感到舒适。一般a0.8%因此要求变频器有S曲线功能，或电脑控制板有S曲线的速度指令曲线。要实现速度的S曲线，关键是电动机的力矩控制，特别是起动和制动这一阶段电动机必须有适当的动态力矩，以控制dndt。为此电梯需用“矢量控制”变频器，并且要在现场适当地调整到“舒适”为止。图33电梯运行速度图第三节 风机和水泵的节能调速风机水泵的电力消耗约占全国总发电量的30%,因此其节电调速的意义很重大。过去风机和泵常用恒速电机驱动，控制流量靠阀门或挡板，这样浪费很多电台匕目匕风机和泵类负载的主要参数有：流量Q：（m3s，m3min，m3h）压力H（Pa,mpa）,轴功率PsQ%000（KW）电动机功率：p旦0gQa图34风机的特性曲线和管道阻力曲线A点：挡板全打开，这时的流量Qa,压力Ha电机功率：PaQJ'kw102总当需要流量减小，采用关闭一些挡板的办法，使工作于B点，这时由于关闭一些挡板，管道的阻力曲线变为R2oB点：Qb减少了些，Hb增多一些：QcHrQ^ 这时功率并没有减小，也有可能有所增加。102变成了挡板出口的发热量。因此用挡板调节流量的办法并没有减小电机的功耗。C点：如果用变频的办法，把电机的转速减小（fJ）,而把挡板取消。为了获得同样小的Qb0得到C点：（Qb,Hc（小））这时PcQB_±2显然小得多与用挡板调节相比节约了HbBCHc这块102总矩形的面积，所以水泵风机变频调速的节能效果至少在 30%~40%。当然，风机、水泵使用变频调速以后也提高了供风和供水的质量， 便于实现自动化。有些变频器公司生产一种专用于水泵风机的变频器， HVACo其特点是控制简单，只有%控制；调速范围不大，如f20.5fi,则转速n下降到一半。p′2（0.5）3P20.125P2；要具有内置PI调节，及温度、压力、湿度等反馈信号输入接口（―10v,4-20mA）,以便组成闭环控制；一般不需要制动单元。

举例：某纺织厂中央空调系统图35中央空调变频控制示意图控制车间温度和湿度温度控制：鼓风机，引风机（温度闭环）湿度控制：喷淋机 （湿度闭环）第四节变频调速用于速度同步和主从控制、简单的开环同步方法（准同步，要求不高的场合）1）、公共给定电源：g10v统一指令，并联给定2）、串联电流指令简单但距离有限3）、一台变