交流调速系统之变频调速系统-课件.ppt

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1、第四章变频调速系统第一节转速开环的晶闸管变频调速系统结构第二节晶闸管变频调速系统中的主要控制环节第三节转差频率控制的变频调速系统第四节PMM变频调速系统中的功率接口第五节PMM变频调速系统1一．转速开环的电压型变频调速系统结构二．转速开环的电流型变频调速系统结构转速开环的晶闸管变频调速系统结构第一节2一．转速开环的电压型变频调速系统结构3变频调速系统中电动机对变频器的要求：（1）在额定频率以内，对电动机进恒转矩调速。要求在变频调速的过程中，变频系统提供的U1、f1实现协调控制，即在U1/f1=常数的基础上加以合理的低频段电压补偿，保证E1/f1=常数。（2）在基频

2、以上，对电动机进行近似恒功率调速。即保持额定供电电压，只调节供电频率。变频调速系统整体结构：该控制系统分上、下两路上路：改变整流器的直流电压，实现电压可控。下路：改变逆变桥的输出频率，实现频率可调。4变频调速系统中各控制环节的作用：（1）给定积分器：接受用户的突加（减）给定信号，变突加给定信号为前沿缓升（降）的给定信号，减缓起动冲击。又被称为软起动器，实现的输入输出关系如下图：5（2）绝对值运算器：只反映给定的大小，不反映正负，输入输出关系为：uo=luil。正反转由逻辑开关负责。（3）压频转换：将电压形式的速度给定信号转换为成比例的频率脉冲。又称为压控振荡器，该

3、环节输出频率是变频器输出频率的6倍。（4）环行分配器：又称为6分频器，将压频转换器提供的振荡脉冲，分频为6路输出，各路保持足够的宽度，准备依次触发逆变器的6只晶闸管。（5）脉冲输出级：首先，可以依据逻辑开关的正反转要求改变触发相序，控制正反转；其次，将环行分配器提供的6路信号进行功率放大并将宽脉冲调制成适合晶闸管触发的脉冲列。67（6）函数发生器：实现电压频率协调控制的环节。在基频范围内，将速度（频率）给定信号正比例转换为电压信号，并再此基础上实现低频段电压信号提升，保证E1/f1=常数。在基频之上，只允许频率上升，限制电压幅度不超出在额定电压。（7）逻辑开关：逻

4、辑开关的作用是根据给定信号为正、负或零，来控制逆变晶闸管的触发相序，从而控制电动机的正转、反转或停车。*上路中的其它环节与可控直流调压调速系统类似。8二．转速开环的电流型变频调速系统结构9一．给定积分器二．绝对值运算器三.电压频率转换器四.环行分配器五.脉冲输出级六.函数发生器七.逻辑开关晶闸管变频调速系统中的主要控制环节（电路设计）第二节10一．给定积分器调节给定调节起动时间同名端输入高倍比例器异名端输入积分器1:1负反馈双向限幅11*本系统中给定积分器输入输出级性相反，在后面环节设计中，需要考虑这个问题。给定积分器的实际输入输出关系如下：12二．绝对值运算器1

5、:1负反馈正输入直接输出至后级负输入反号输出13三.电压频率转换器调零调U/F比U/F转换专用集成电路直流输入脉冲输出14四.环行分配器脉冲输入六分频输出或非门6D触发器15五.脉冲输出级6路脉冲输出来自6分频器正负相序切换二极管阵宽脉冲调成脉冲列功率放大隔离输出16六.函数发生器负反馈运算放大器异名输入调节整体放大倍数调节电压补偿量调节电压限幅*VD1使得两段直线斜率不同，2-3段为正常工作段。17七.逻辑开关当输入为正且大于最小值正最小值负最小值比较器比较器当输入为负且小于最小值K1为负（0）封锁正序K2为负（0）封锁负序*正、负绝对值均较小时，正、负序均封锁

6、，电机停转。18一．转差频率控制的基本思想二．主磁通恒定对定子电流的控制要求三.转差频率控制的转速闭环变频调速系统转差频率控制的变频调速系统第三节19一．转差频率控制的基本思想转速开环变频调速系统虽然可以实现无级变速，但改变的是同步转速，调速精度比较低，要提高调速精度需要进行转速闭环控制。转速闭环控制的难点在于交流电动机的电磁转矩与多个参变量有关，表达式比较复杂，动态性能不易准确控制。转差频率控制是在闭环运算中力图维持磁通恒定，实现电磁转矩线性可控的一种模拟式闭环控制方法。电磁转矩的近似推导过程如下：因为：20式中，Cm为电机常数另外21基于上述推导，获得转差频率

7、控制的基本思想：只要在控制过程中，保证：就能实现电磁转矩与转差频率成比例的近似线性控制。22二．主磁通恒定对定子电流的控制要求控制过程中如何保证主磁通恒定呢？由交流电动机的一相等效电路，近似推导可以得到：要保持主磁通恒定，电动机的定子电流与转差角频率在控制过程中必须保持如下配合关系：配合曲线见右图：23三.转差频率控制的转速闭环变频调速系统转子实际速度希望转子速度希望转差希望电流希望f124转差频率控制的闭环变频调速系统性能不理想的原因：解决方法：变不精确的静态模型为矩阵化的动态数学模型，变性能差的模拟控制方式为高性能的数字控制方式，如采用矢量变换控制方法。25一

8、．大功率晶