變頻器ppt課件

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變頻器應(yīng)用技術(shù),1,模塊一 變頻器的基本知識(shí),項(xiàng)目4 變頻器的控制方式 項(xiàng)目目標(biāo)： 1.理解U/F控制的基本原理 2.掌握U/F控制的特點(diǎn)及其原理 3.了解矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制,2,一. U/F控制 1. U/F控制的基本原理,3,定子每相電動(dòng)勢(shì),,E —在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，單位為V；,—定子頻率，單位為Hz；,—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；,—基波繞組系數(shù)；,—每極氣隙磁通量，單位為Wb。,f,N,Kn,?M,4,1). 基頻以下調(diào)速,要保持 ?m 不變，當(dāng)頻率 f 從額定值 fN 向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低 E ，使,,常值,即采用恒值電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式。,,,5,恒壓頻比的控制方式,繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E難以直接控制，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高 時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 U ≈ E，則得 這是恒壓頻比的控制方式。,6,,機(jī)械特性曲線,,,,,,,,,,,,,圖1-16 恒壓頻比控制時(shí)變頻調(diào)速的機(jī)械特性,補(bǔ)償定子壓降后的特性,7,2）. 基頻以上調(diào)速,在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率應(yīng)該從fN向上升高，但定子電壓U 卻不可能超過額定電壓UN ，最多只能保持U = UN ，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。,,恒功率調(diào)速,,8,2. U/F控制的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，機(jī)械特性硬度較好，能滿足一般傳動(dòng) 的平滑調(diào)速的要求。 缺點(diǎn)： 低頻時(shí)，輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子阻抗壓降影響較明 顯，使最大輸出轉(zhuǎn)矩減小。 采用開環(huán)控制時(shí)，不能達(dá)到較高的控制性能。 措施： 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。 應(yīng)用： 通用型變頻器常采用，在風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械，生產(chǎn)流水線的 工作臺(tái)傳動(dòng)，空調(diào)等家用電器。,9,二. 矢量控制 1. 矢量控制的基本思想 模仿直流電動(dòng)機(jī)，以三相交流繞組和兩相直流繞組產(chǎn)生同 樣的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)為準(zhǔn)則，把定子電流分解為2個(gè)分量： 產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量（勵(lì)磁電流） 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流） 對(duì)這2個(gè)量分別控制即可。,10,三相異步電動(dòng)機(jī)的物理模型,,圖 三相異步電動(dòng)機(jī)的物理模型,11,,（1）交流電機(jī)繞組的等效物理模型,a）三相交流繞組,12,（2）等效的兩相交流電機(jī)繞組,,,,?,?,,F,,?,,,,,i?,,,ω1,b）兩相交流繞組,13,,（3）旋轉(zhuǎn)的直流繞組與等效直流電機(jī)模型,c）旋轉(zhuǎn)的直流繞組,14,,圖 異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)變換結(jié)構(gòu)圖 3/2——三相/兩相變換; VR——同步旋轉(zhuǎn)變換; ? ——M軸與?軸（A軸）的夾角,異步電機(jī)的坐標(biāo)變換結(jié)構(gòu)圖,15,,矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖,圖 矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖,16,注： (1) 反饋信號(hào)包括：電流 速度 電流— 反映負(fù)載狀態(tài)，及時(shí)調(diào)節(jié)。 速度— 反映拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際轉(zhuǎn)速和給定值之間的差異以便 及時(shí)校正，調(diào)整動(dòng)態(tài)性能。 (2) 速度傳感器：用于測(cè)速 問題：會(huì)使傳動(dòng)系統(tǒng)不可靠，安裝麻煩。 改進(jìn)：無速度傳感器矢量控制技術(shù)。 (3) “無反饋矢量控制”— 只是變頻器外部不需加其他反 饋，實(shí)際內(nèi)容是存在反饋的。,17,2. 矢量控制的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)： 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，調(diào)速范圍寬，低頻轉(zhuǎn)矩大，控制靈活等。 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通用性差（一臺(tái)變頻器只能帶一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，且與電動(dòng)機(jī)特性有關(guān)）。 應(yīng)用： (1)要求高速響應(yīng)的工作機(jī)械（工業(yè)機(jī)器人）。 (2)適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境（造紙機(jī)、印染機(jī)等高溫、高濕腐蝕環(huán)境） (3)高精度電力拖動(dòng)（鋼板卷線等恒張力控制系統(tǒng)） (4)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)（正反轉(zhuǎn)、加減速），如電梯等。,18,三. 直接轉(zhuǎn)矩控制 1. 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想 在準(zhǔn)確觀測(cè)定子磁鏈的空間位置和大小并保持其幅值基本 恒定以及準(zhǔn)確計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩的條件下，通過控制電動(dòng)機(jī)的瞬 時(shí)輸入電壓來控制電動(dòng)機(jī)定子磁鏈的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)速度，改變它 對(duì)轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)差率，從而達(dá)到直接控制電動(dòng)機(jī)輸出的目 的。,19,2. 直接轉(zhuǎn)矩控制的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)： 具有魯棒性強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)算簡(jiǎn) 便。 缺點(diǎn)： 低速區(qū)還存在一些問題（定子電流和磁鏈畸變嚴(yán)重）； 低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，限制了調(diào)速范圍。 應(yīng)用： 電力機(jī)車牽引等大功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)。,20,再見,21,