交流变压变频调速系统气工程及其自动化论文(2)
2013-04-30 18:25
导读：带负载时的转速降落为： （4-8） 在式（4-5）所表示的机械特性近似直线段上，可以导出： （4-9） 由此可见：当Us /w1为恒值时，对于同一转矩Te，sw1是基本
带负载时的转速降落为： （4-8）
在式（4-5）所表示的机械特性近似直线段上，可以导出：
（4-9）
由此可见：当Us /w1为恒值时，对于同一转矩Te，sw1是基本不变的，因而Dn 也是基本不变的。这就是说，在恒压频比的条件下改变频率w1时，机械特性基本上是平行下移，如图4-4所示。它们和直流他励电机变压调速时的情况基本相似，所不同的是，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。
（4-10）
由上式可以看出：频率越低时最大转矩值越小，最大转矩Temax是随着的w1降低而减小的。频率很低时，Temax太小将限制电机的带载能力，采用定子压降补偿，适当地提高电压Us，可以增强带载能力，见图4-4。
图4-4 恒压频比控制时变频调速的机械特性
（b）恒 Eg /w1 控制
下图再次绘出异步电机的稳态等效电路，图中几处感应电动势的意义如下：
Eg —气隙（或互感）磁通在定子每相绕组中的感应电动势；
Es —定子全磁通在定子每相绕组中的感应电动势；
Er —转子全磁通在转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）。
如果在电压－频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服定子阻抗压降以后，能维持Eg /w1为恒值（基频以下），则由式（4-1）可知，无论频率高低，每极磁通Fm均为常值。
（科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布） 图4-5 异步电动机稳态等效电路和感应电动势
由等效电路可以看出： （4-11）
代入电磁转矩关系式，得：
（4-12）
利用与前相似的分析方法，当s很小时，可忽略式（4-12）分母中含s项，则：
（4-13）
这表明机械特性的这一段近似为一条直线。
当 s 接近于1时，可忽略式（4-12）分母中的Rr'2项，则：
（4-14）
S值为上述两段的中间值时，机械特性在直线和双曲线之间逐渐过渡，整条特性与恒压频比特性相似。但是，对比式（4-4）和式（4-12）可以看出，恒Eg /w1特性分母中含s项的参数要小于恒Us /w1特性中的同类项，也就是说s值要更大一些才能使该项占有显著的份量，从而不能被忽略，因此恒Eg /w1特性的线性段范围更宽。
将式（4-12）对s求导，并令dTe / ds = 0，可得恒Eg /w1控制特性在最大转矩时的转差率： （4-15）
和最大转矩： （4-16）
（转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）
值得注意的是，在式（4-16）中，当Eg /w1为恒值时，Temax 恒定不变，如下图所示，其稳态性能优于恒 Us /w1 控制的性能。这正是恒 Eg /w1 控制中补偿定子压降所追求的目标。
图4-6 恒Eg /w1 控制时变频调速的机械特性
（c）恒Er /w1控制
如果把电压－频率协调控制中的电压再进一步提高，把转子漏抗上的压降也抵消掉得到恒Er /w1控制，则机械特性会怎样呢？由此可写出
（4-17）
代入电磁转矩基本关系式，得：
（4-18）
现在，不必再作任何近似就可知道，这时的机械特性完全是一条直线，见图4-7。
图4-7 不同电压－频率协调控制方式时的机械特性
显然，恒Er /w1控制的稳态性能最好，可以获得和直流电机一样的线性机械特性，这正是高性能交流变频调速所要求的性能。
综上所述，在正弦波供电时，按不同规律实现电压－频率协调控制可得不同类型的机械特性：
恒压频比（Us /w1 = Constant）控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。
