第六章交流电动机调速控制系统.ppt

第六章第六章交流电动机交流电动机调速控制系统调速控制系统变频器原理富士变频器简介变频器典型电路设计及应用简易交流调速控制线路概述第一节概述交流电机具有很多明显的优点 1. 交流电机不存在换向器的转动速度的限制,也不存在电枢元件的电抗电势的限制,其转速可以设计得比相同功率的直流机转速更高。 2. 直流电机的电枢电流电压的值受换向器的限制,交流机则无此限制,它的单机功率可以比直流机更大。 3. 直流机换向器制作工艺复杂,成本较高,相比之,交流机则成本低廉。 4. 直流机高速范围运行时,由于受电抗电势的限制,一般最高速时, 输出功率仅能达到额定功率的 80% ,交流机则不受限制,它可以在高速时以额定功率运行。第一节概述交流电机具有很多明显的优点 5. 交流机无换向器之类经常需要保养维护的部分。维护方便, 经久耐用。在某些恶劣的环境下,例如,易燃易爆场合,也能可靠地工作。 6. 直流拖动系统的控制设备复杂,机构庞大,造价高。而某些简单的交流调速系统(特别是现在大量使用的变频器的调速系统)则具有设备简单、造价低、维护方便的优点。 7. 变频器调速系统在节能方面有明显的优点。异步电动机公式如下: 1).转差率: : 1n——同步转速 n——电机转速 2).电动机角速度: 3).同步角速度与速度: 式中: 1f——定子频率 p——定子极对数 1 1n nnS ??( 6-1 ) n 60 2???( 6-2 ) p fn 1112 60 2 ?????p fn 11 60 ?( 6-3 ) 4).传给转子的功率(又称电磁功率)与机械功率、转子铜耗之间有如下关系式: 式中: MP——传给转子的功率(又称电磁功率) MXP——机械功率 2MP——转子铜耗 5).电机的平均转矩为: M M M MXPSPPP)1( 2????( 6-4 ) 1 1 60 2)1( 60 2??????? M MX MX MX CPPnS Pn PPM??( 6-5 ) 6).电磁功率与转差率 S的关系式式中: 1m——定子相数 1U——输入电压 1r——定子电阻'2r——折算后的转子电阻 1c m mmX X jXr jXrc 1111 11??????——系数 1X——定子漏感抗' 20X——折算后的转子漏感抗 2' 20 11 2 '211 '2 211)()(XcXS rcr S rUm P M????( 6-6 ) 7).异步电机的每相等值电路图——定子绕组电阻 111 jXrZ??——定子绕组阻抗 1r 1X mr mX 0I ——定子漏感抗——激磁电阻——激磁电抗——激磁电流' 20X ?'2I ——折合后的转子漏抗——折合后的转子电流 1U ?1E '2r '2)/)1 ((rSS??' 20E ——定子绕组每相端电压——主磁通在定子绕组产生的电势——折合后的转子绕组电阻——模拟在转差率为 S时,电动机实际机械负载的模拟电阻——折合到定子侧的转子每相电势图 6-1 异步电机的每相等值电路由以上各式,可得出异步电动机的 M—S(转矩—转差率)关系式如下: 图 6-2 异步电动机的 M—S曲线( 机械特性曲线) 0?S 点对应同步转速 1n1~0?S 一段称电动状态曲线, mM 曲线峰值称最大转矩, 对应的点 KS 称为临界转差率 1?S 一段曲线称制动状态曲线 0?S 一段曲线称发电状态曲线由图可得: ])() [(2 2' 20 11 2 '2111 '2 211XcXS rcrf S r PU m M CP?????( 6-7 ) 由于因此,图上曲线只要将 S轴的刻度改变即获得异步电动机的机械特性曲线。 1/1nnS?? mM 0? dS dM CP由,解出 2' 20 11 21)(XcXr???因,近似得: ])([2 2 1 2' 20 11 2111 211 1XcXrrf PU m c M m??????( 6-8 ) )] ([2 2 1 '20 1111 211 1XcXrf PU m c M m?????( 6-9 )