时的快速性;如果增大磁通,又会使铁心饱和,从而导致过大的励磁电流,严重时会因绕组过热而损坏电机。三相异步电机定子每相电动势的有效值是Eg = 4.44 f1N1KNΦm 式中,
f1—定子频率; N1—定子每相绕组串联匝数; KN —基波绕组系数; Φm—每极气隙磁通量。 由式Eg = 4.44 f1N1KN Φm 可知,N1、KN 是常数,只要控制好Eg和 f1,便可达到控制磁通Φm的目的。对此,需要考虑基频(额定频率)以下和基频以上两种情况。
(1)基频以下调速
由式Eg = 4.44 f1N1KN Φm 可知,要保持Φm不变,当频率 f1从额定值 f1 向下调节时,必须同时降低Eg,使 :Eg /f1 = 常值 Eg = 4.44 f1N1KNΦm
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即采用恒定的电动势频率比的控制方式。然而,绕组中的感应电动势是难以直接测量的,当电动势的值较高时,可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降,而认为定子相电压U1 ≈ Eg,则得 :U1/ f1 = 常值,这是恒压频比的控制方式。低频时,U1和Eg都较小,定子漏阻抗压降所占的份量就比较显著,不能再忽略,这时,可以人为的把电压U1抬高一些,以便近似的补偿定子漏阻抗压降。其控制特性如图2-1所示。
1--不带定子压降补偿; 2--带定子压降补偿
图2-1 恒压频比控制特性
(2)基频以上调速
在基频以上调速时,频率可以从 f1 向上增高,但电压U1却不能超过电机的额定电压U1 ,最多只能保持U1 =U1 。由式Eg = 4.44 f1N1KN Φm可知,这将迫使磁通与频率成反比的降低,相当于直流电机弱磁升速的情况。把基频以下和基频以上的情况结合起来可得下图所示的异步电动机变压变频调速控制特性。
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图2-2 异步电机变压变频调速控制特性
如果电动机在不同的转速下都具有额定电流,即电机都能在温升允许情况下长期运行,则转矩基本上随磁通变化。根据电力拖动原理,在基频以下,磁通恒定时转矩也恒定,属于“恒转矩调速”性质;而在基频以上,转速升高时转矩降低,基本上属于“恒功率调速”。
恒压恒频时异步电动机的机械特性:根据电机学原理,在下述假定条件下:(1)忽略空间和时间谐波,(2)忽略磁饱和,(3)忽略铁损,异步电动机的稳态等效电路如图2-3所示:
图2-3 异步电机稳态等效电路图
R1、 R2′ —定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻; Ll1、 Ll′2—定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感; Lm —定子每相绕组产生气隙主磁通的等效电感,即励磁电感;
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U1、ω1 —电动机定子相电压和供电角频率; s—转差率;
Eg —气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势; Es —定子全磁通的感应电动势;
Er —转子全磁通的感应电动势(折合到定子边)。
当异步电动机定子电压U1和电源角频率ω1都是恒定值时,电机的机械特性方程 式为:
当 s 很小时,可忽略上式分母中含 s 的各项,则:
Shao le gong shi .............
即 s 很小时,转矩近似与 s 成正比,机械特性Te = f (s)是一段直线
图2-4 恒压恒频时异步电动机的机械特性
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当 s 接近于 1 时,可忽略式(2-1)分母中的R2′,则
(2-3)
即 s 接近于 1 时转矩近似与 s 成反比,这时,Te = f (s)是对称于原点的一段双曲线。当 s 为以上两段的中间数值时,机械特性从直线段逐渐过渡到双曲线段,如图2-4。
本文设计的PWM变频调速系统。它的工作原理是:采用三相二级管整流电路 所示。将三相交流电变成直流电;整流后的电压波形是脉动的,脉动的直流电经过平波电抗器Ld,滤波电容C的滤波后变为电压恒定的直流电;通过改变IGBT的1,2;1,6;3,4;3,2;5,4;5,6;各组成交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率;在每组IGBT控制的周期内,改变他们通断的时间比,即通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压幅