4.3變頻調(diào)速系統(tǒng)控制原理分：①標(biāo)量控制（壓頻比控制、轉(zhuǎn)差頻率控制）②矢量控制③直接轉(zhuǎn)矩控制4.3.1轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制變頻調(diào)速系統(tǒng)1、典型系統(tǒng)主電路

URUI

直流環(huán)節(jié)限流電阻泵升限制控制電路

控制信號設(shè)定

PWM產(chǎn)生驅(qū)動檢測和保護(hù)12、工作原理1）原理框圖電壓控制：函數(shù)發(fā)生器、電壓檢測、電壓調(diào)節(jié)器頻率控制：

V/f變換器22）各單元功能簡介（1）函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生與運行頻率相適應(yīng)的參考基波電壓產(chǎn)生控制SPWM輸出電壓大小的給定信號基頻（額定頻率f1N）以下運行輸出與頻率正比變化低頻時加一定程度的電壓補(bǔ)償保持電機(jī)氣隙磁通恒定基頻以上運行保持電壓恒定，弱磁控制輸出限幅協(xié)調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的頻率、電壓控制不同的電壓／頻率比值曲線供選用3（2）給定積分器將階躍給定輸入變?yōu)樾逼潞瘮?shù)輸出防止階躍給定產(chǎn)生過大的電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速沖擊（3）絕對值電路將給定積分器輸出的控制信號取絕對值電機(jī)正、反轉(zhuǎn)速度給定及給定積分器輸出可正可負(fù)（4）轉(zhuǎn)向判別器根據(jù)給定積分器的輸出判別轉(zhuǎn)向變頻器輸出相序變化實現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)4（5）正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦調(diào)制波頻率和幅值與速度指令相適應(yīng)（調(diào)制度和載波比）（6）三角波發(fā)生器產(chǎn)生三角載波（7）調(diào)制方式控制決定調(diào)制方式（同步、異步和分段同步）（8）PWM調(diào)制正弦調(diào)制波與三角載波的合成產(chǎn)生驅(qū)動逆變器功率開關(guān)元件的PWM調(diào)制信號對輸出電壓頻率、幅值進(jìn)行控制（9）壓頻轉(zhuǎn)換器輸入電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出頻率經(jīng)V／f變換后產(chǎn)生決定正弦調(diào)制波頻率的脈沖信號（10）脈沖分配器對輸入脈沖進(jìn)行分配，輸入一路，輸出六路53）系統(tǒng)工作原理控制流程工作原理速度給定經(jīng)給定積分器和絕對值電路得到代表運行頻率的控制電壓信號產(chǎn)生決定調(diào)制波頻率的控制信號控制電壓信號進(jìn)入頻率控制通道經(jīng)V／f變換器6控制電壓信號進(jìn)入電壓控制通道經(jīng)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生輸出電壓基波給定電壓反饋信號與電壓給定信號比較差值信號進(jìn)入電壓調(diào)節(jié)器（PI）獲得輸出電壓幅值的控制信號頻率和幅值控制信號進(jìn)入正弦波發(fā)生器頻率與幅值協(xié)調(diào)控制產(chǎn)生正弦調(diào)制波頻率和幅值與速度指令相適應(yīng)7調(diào)制波信號進(jìn)入調(diào)制方式控制環(huán)節(jié)決定出三角載波的頻率，并經(jīng)三角波發(fā)生器產(chǎn)生載波調(diào)制波與載波進(jìn)入PWM調(diào)制環(huán)節(jié)合成產(chǎn)生出驅(qū)動逆變器功率開關(guān)元件的PWM調(diào)制信號轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)向判別器獲得速度給定的極性－－轉(zhuǎn)向信號速度給定為正逆變器按A→B→C的相序速度給定為負(fù)逆變器按A→C→B的相序84.3.2轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)對動態(tài)性能有要求的場合，采用頻率反饋控制轉(zhuǎn)差頻率控制通過對轉(zhuǎn)差頻率的控制實現(xiàn)對異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的間接控制1、轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率使電機(jī)總是運行在小轉(zhuǎn)差率下高功率因數(shù)小轉(zhuǎn)子電流低轉(zhuǎn)子損耗獲得最大的電磁轉(zhuǎn)矩明確幾個量①ω1－－同步電角速度基波旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（電角頻率）②ω－－轉(zhuǎn)子實際角速度（電角速度）③ωs－－轉(zhuǎn)差角頻率（電角速度）絕對轉(zhuǎn)差（同步速度與實際速度之差）④s

－－轉(zhuǎn)差率相對轉(zhuǎn)差為什么要控制轉(zhuǎn)差頻率在小的轉(zhuǎn)差下？9電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流有功分量之積成正比限制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率在臨界轉(zhuǎn)差率smax以下運行于機(jī)械特性線性段穩(wěn)定運行區(qū)轉(zhuǎn)子頻率f2很低內(nèi)功率因數(shù)很高因為s很小又由于10則轉(zhuǎn)子電流與氣隙磁通和轉(zhuǎn)差角頻率之積成正比若維持氣隙磁通Φ不變則轉(zhuǎn)矩近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比控制轉(zhuǎn)差角頻率，就能達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩的目的！2、轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律怎樣維持電機(jī)中氣隙磁通不變？控制電機(jī)的勵磁電流Im怎樣控制電機(jī)中的勵磁電流？勵磁電流是定子、轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生合成磁勢的等效電流11根據(jù)負(fù)載的變化相應(yīng)地調(diào)節(jié)I1間接地控制勵磁電流Im維持氣隙磁通不變忽略鐵耗電阻轉(zhuǎn)子電流定子電流為有效值為12函數(shù)發(fā)生器電流源逆變器電壓源逆變器給定電壓隨頻率的變化133、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖兩個控制通道：頻率控制通道雙閉環(huán)系統(tǒng)－－轉(zhuǎn)速閉環(huán)定子電流控制通道－－電流閉環(huán)電流內(nèi)環(huán)速度外環(huán)

2）信號控制信號－－轉(zhuǎn)速給定信號反饋信號－－定子電流反饋信號－－測速發(fā)電機(jī)TG反饋的轉(zhuǎn)速信號143）工作原理轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)差角頻率（絕對轉(zhuǎn)差信號）轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器輸出信號被分作兩路逆變器輸出頻率函數(shù)發(fā)生器電流調(diào)節(jié)器可控整流器逆變器控制定子電流，維持氣隙磁通不變注意2點：極性鑒別器控制逆變器觸發(fā)相序，決定電機(jī)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器輸出極性可變，且有飽和限幅特性154）幾種工作過程分析維持恒磁通①理想空載起動－－突加給定起動的初始瞬間轉(zhuǎn)速很大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和限幅輸出ωs與ω在U/f變換器輸入端相加定子電流頻率ωs經(jīng)函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生經(jīng)電流調(diào)節(jié)器控制定子電流I1起動過程中都很大維持ω1跟隨轉(zhuǎn)速ω上升而增加電機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩加速16接近轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器退出飽和穩(wěn)定到B點B點為理想空載點②負(fù)載變化－－突加負(fù)載設(shè)電機(jī)開始運行在理想空載點突加負(fù)載ω將下降，退到C點角頻率偏差轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)器輸出轉(zhuǎn)差角頻率根據(jù)定子頻率新值ωs使I1增加，T增加，轉(zhuǎn)速回升

運行于D點無差調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速與給定相等17