基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用穩(wěn)態(tài)等值電路來分析異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓和頻率供電條件下的轉(zhuǎn)矩與磁通的穩(wěn)態(tài)關(guān)系和機(jī)械特性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系1基于穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方法常用的基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩類。基于穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方法25.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型包括異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路和機(jī)械特性，兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。 穩(wěn)態(tài)等值電路描述了在一定的轉(zhuǎn)差率下電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)電氣特性。 機(jī)械特性則表征了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。5.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模3設(shè)起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為逆時(shí)針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則,轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電動(dòng)勢和電流方向如圖：上進(jìn)下出根據(jù)左手定則，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，方向如圖，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理回顧右手定則決定電流方向左手定則決定導(dǎo)條受力方向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。所以稱為異步電動(dòng)機(jī)

4設(shè)起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為逆時(shí)針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，5.1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系或

電動(dòng)機(jī)極對數(shù)

供電電源頻率

同步轉(zhuǎn)速

5.1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系或電動(dòng)機(jī)5異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-1異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路假定條件：①忽略空間和時(shí)間諧波，②忽略磁飽和，③忽略鐵損異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-1異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路假6模擬電阻，等效負(fù)載電阻轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻模擬電阻，等效負(fù)載電阻轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻7異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-2異步電動(dòng)機(jī)簡化等效電路忽略勵(lì)磁電流異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-2異步電動(dòng)機(jī)簡化等效電路忽略8異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路簡化等效電路的相電流異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路簡化等效電路的相電流9異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)傳遞的電磁功率

機(jī)械同步角速度

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)傳遞的電磁功率機(jī)械同步角速度10異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性方程式）異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性方程式）11異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對s求導(dǎo)，并令

可求出臨界轉(zhuǎn)差率：對應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對s求導(dǎo)，并令可求出臨界轉(zhuǎn)差率：對應(yīng)最12將sm代入轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式可得最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩

將sm代入轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式可得最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩13異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將機(jī)械特性方程式分母展開異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將機(jī)械特性方程式分母展開14異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s很小時(shí)，忽略分母中含s各項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機(jī)械特性近似為直線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s很小時(shí)，忽略分母中含s各項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與15異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s較大時(shí)，忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，機(jī)械特性是一段雙曲線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s較大時(shí)，忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)16異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓、額定頻率供電，且無外加電阻和電抗時(shí)的機(jī)械特性方程式，稱作固有特性或自然特性。圖5-3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓、額定頻率供電，且無175.1.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 所謂調(diào)速，就是人為地改變機(jī)械特性的參數(shù)，使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作點(diǎn)偏離固有特性，工作在人為機(jī)械特性上，以達(dá)到調(diào)速的目的。5.1.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法18異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式可知，能夠改變的參數(shù)可分為3類：電動(dòng)機(jī)參數(shù)、電源電壓和電源頻率（或角頻率）。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式可知，能夠改19異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢的有效值忽略定子繞組電阻和漏磁感抗壓降異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢的有效值忽略20異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通氣隙磁通

為了保持氣隙磁通恒定，應(yīng)使

或近似為

異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通氣隙磁通為了保持氣隙磁通恒定，應(yīng)使215.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速保持電源頻率為額定頻率，只改變定子電壓的調(diào)速方法稱作調(diào)壓調(diào)速。由于受電動(dòng)機(jī)絕緣和磁路飽和的限制，定子電壓只能降低，不能升高，故又稱作降壓調(diào)速。5.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速保持電源頻率為額定頻率，只改變定22異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的基本特征：電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持額定值不變氣隙磁通

隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的基本特征：電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持額定235.2.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的

主電路圖5-4晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)速TVC——雙向晶閘管交流調(diào)壓器a)不可逆電路b)可逆電路5.2.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的

主電路圖5-4晶閘管交245.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性可調(diào)

調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性表達(dá)式電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性可調(diào)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)255.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)差率保持不變

理想空載轉(zhuǎn)速保持為同步轉(zhuǎn)速不變

5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)差率保持不變265.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)矩

隨定子電壓的減小而成平方比地下降5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)矩隨定子275.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性圖5-5異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性圖5-5異步電285.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為

調(diào)速范圍有限，圖中A、B、C為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，調(diào)速范圍可以稍大一些，圖中D、E、F為風(fēng)機(jī)類負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普295.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，定子側(cè)輸入的電磁功率故電磁功率恒定不變，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。

均為常數(shù)

5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)305.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性轉(zhuǎn)差功率隨著轉(zhuǎn)差率的加大而增加。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的降壓調(diào)速就是靠增大轉(zhuǎn)差功率、減小輸出功率來換取轉(zhuǎn)速的降低。增加的轉(zhuǎn)差功率全部消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，這就是轉(zhuǎn)差功率消耗型的由來。5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性轉(zhuǎn)差功率隨著轉(zhuǎn)差315.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性增加轉(zhuǎn)子電阻值，臨界轉(zhuǎn)差率加大，可以擴(kuò)大恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下的調(diào)速范圍，這種高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)又稱作交流力矩電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)是機(jī)械特性較軟。圖5-6高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性增加轉(zhuǎn)子電阻值，臨325.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)要求帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)壓系統(tǒng)具有較大的調(diào)速范圍時(shí)，往往須采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖5-7帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)要求帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)壓系統(tǒng)335.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，如果負(fù)載增大或減小，引起轉(zhuǎn)速下降或上升，反饋控制作用會(huì)自動(dòng)調(diào)整定子電壓，使閉環(huán)系統(tǒng)工作在新的穩(wěn)定工作點(diǎn)。按照反饋控制規(guī)律，將穩(wěn)定工作點(diǎn)連接起來便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，如果負(fù)345.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性左右兩邊都有極限，它們是額定電壓下的機(jī)械特性和最小輸出電壓下的機(jī)械特性。圖5-8轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性左右兩邊都有極限，它35*5.2.4降壓控制應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)直接接電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。*5.2.4降壓控制應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)直接接電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)36第5章-基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)---13電二課件37*5.2.4降壓控制應(yīng)用中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，會(huì)使電網(wǎng)壓降過大，影響其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)本身根本起動(dòng)不起來。必須采取措施來降低其起動(dòng)電流，常用的辦法是降壓起動(dòng)。*5.2.4降壓控制應(yīng)用38*軟起動(dòng)器當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比地降低，從而可以避開起動(dòng)電流沖擊的高峰。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小將比起動(dòng)電流的降低更多，降壓起動(dòng)時(shí)又會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠的問題。降壓起動(dòng)只適用于中、大容量電動(dòng)機(jī)空載（或輕載）起動(dòng)的場合。*軟起動(dòng)器當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比地降低，從而可395.3異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法，同步轉(zhuǎn)速隨頻率而變化5.3異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同405.3.1

變壓變頻調(diào)速的基本原理異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)速降

隨負(fù)載大小變化

5.3.1變壓變頻調(diào)速的基本原理異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速穩(wěn)41氣隙磁通控制只要控制便可控制氣隙磁通

氣隙磁通控制只要控制便可控制氣隙磁通42基頻以下調(diào)速

當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通過大，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。最好是保持每極磁通量為額定值不變?；l以下調(diào)速當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果43基頻以下調(diào)速

當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢頻率比為恒值的控制方式?；l以下調(diào)速當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使基頻以下應(yīng)采44基頻以下調(diào)速

恒壓頻比的控制方式

Eg難以確定，當(dāng)電動(dòng)勢值較高時(shí)，忽略定子電阻和漏感壓降，認(rèn)為基頻以下調(diào)速恒壓頻比的控制方式45基頻以下調(diào)速

低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升） 低頻時(shí)，比較小，定子電阻和漏感壓降所占的份量比較顯著，不能再忽略。 人為地把定子電壓抬高一些，以補(bǔ)償定子阻抗壓降，稱作低頻補(bǔ)償。 負(fù)載大小不同，需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ与妷阂膊灰粯??；l以下調(diào)速低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升）46基頻以下調(diào)速

通常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用戶選擇。

a——無補(bǔ)償b——帶定子電壓補(bǔ)償圖5-9恒壓頻比控制特性基頻以下調(diào)速通常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用47基頻以上調(diào)速

在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從向上升高，受到電機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變。這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)?；l以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從向上升高，受到電機(jī)絕緣48變壓變頻調(diào)速

圖5-10異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性變壓變頻調(diào)速圖5-10異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性495.3.2變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性基頻以下采用恒壓頻比控制異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式改寫為5.3.2變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性基頻以下采用恒壓頻比控50基頻以下調(diào)速當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)，則基頻以下調(diào)速當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)，則51基頻以下調(diào)速對于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變在恒壓頻比的條件下把頻率向下調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)械特性基本上是平行下移的?；l以下調(diào)速對于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變在恒壓頻比的條件下52基頻以下調(diào)速臨界轉(zhuǎn)矩

隨著頻率的降低而減小。當(dāng)頻率較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶載能力減弱，采用低頻定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷?，可以增?qiáng)帶載能力。改寫成基頻以下調(diào)速臨界轉(zhuǎn)矩隨著頻率的降低而減小。改寫成53基頻以下調(diào)速轉(zhuǎn)差功率與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型?；l以下調(diào)速轉(zhuǎn)差功率與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型。54基頻以上調(diào)速電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特性方程式可寫成臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

基頻以上調(diào)速電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特55基頻以上調(diào)速臨界轉(zhuǎn)差

當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)

或基頻以上調(diào)速臨界轉(zhuǎn)差當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)或56基頻以上調(diào)速帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落

對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，轉(zhuǎn)速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。基頻以上調(diào)速帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越57基頻以上調(diào)速轉(zhuǎn)差功率

帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率基本不變?；l以上調(diào)速轉(zhuǎn)差功率帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率基本不變。58變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖5-11異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)械特性變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖5-11異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)59變壓變頻調(diào)速在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式。在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，由于轉(zhuǎn)速上升，允許輸出功率基本恒定，屬于“近似的恒功率調(diào)速”方式。變壓變頻調(diào)速在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬605.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點(diǎn)。但負(fù)載的變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，須采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。5.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒615.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制圖5-12異步電動(dòng)機(jī)等值電路和感應(yīng)電動(dòng)勢5.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制圖5-12異步電動(dòng)機(jī)62三種感應(yīng)電動(dòng)勢定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢

轉(zhuǎn)子全磁通在轉(zhuǎn)子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢（折合到定子邊）

氣隙磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢

三種磁通三種感應(yīng)電動(dòng)勢定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子全63恒定子磁通控制

保持定子磁通恒定：

定子電動(dòng)勢不好直接控制，能夠直接控制的只有定子電壓，按補(bǔ)償定子電阻壓降，就能夠得到恒定子磁通。

常值恒定子磁通控制保持定子磁通恒定：定子電動(dòng)勢不64恒定子磁通控制

忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩恒定子磁通控制忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩65恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式

兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的分母小于恒壓頻比控制特性中的同類項(xiàng)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率s相同時(shí)，采用恒定子磁通控制方式的電磁轉(zhuǎn)矩大于恒壓頻比控制方式。或者說，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同時(shí)，恒定子磁通控制方式的轉(zhuǎn)速降比恒壓頻比方式小。恒定子磁通控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表66恒定子磁通控制

臨界轉(zhuǎn)差率

臨界轉(zhuǎn)矩

頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變。恒定子磁通控制臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)矩頻率變化時(shí)，恒定子磁通67恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式

恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

比較可知恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式。恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差68恒氣隙磁通控制

保持氣隙磁通恒定：

定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。常值恒氣隙磁通控制保持氣隙磁通恒定：定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻69恒氣隙磁通控制

轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩恒氣隙磁通控制轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩70恒氣隙磁通控制

臨界轉(zhuǎn)差率

臨界轉(zhuǎn)矩

與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬。恒定子磁通控制

恒氣隙磁通控制臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)矩與恒定子磁通控制方式相71恒轉(zhuǎn)子磁通控制

保持轉(zhuǎn)子磁通恒定：

定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子和轉(zhuǎn)子漏抗壓降。常值恒轉(zhuǎn)子磁通控制保持轉(zhuǎn)子磁通恒定：定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻72恒轉(zhuǎn)子磁通控制

轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)子磁通控制轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩73恒轉(zhuǎn)子磁通控制

機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。恒轉(zhuǎn)子磁通控制機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)74不同控制方式下的機(jī)械特性

圖5-13異步電動(dòng)機(jī)在不同控制方式下的機(jī)械特性a）恒壓頻比控制b）恒定子磁通控制c）恒氣隙磁通控制

d）恒轉(zhuǎn)子磁通控制不同控制方式下的機(jī)械特性圖5-13異步電動(dòng)機(jī)在不同控制75不同控制方式的比較

恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式均需要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒定子磁通和恒氣隙磁通的控制方式雖然改善了低速性能。但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。恒轉(zhuǎn)子磁通控制方式可以獲得和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，性能最佳。不同控制方式的比較恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性765.4電力電子變壓變頻器異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速需要電壓與頻率均可調(diào)的交流電源，常用的交流可調(diào)電源是由電力電子器件構(gòu)成的靜止式功率變換器，一般稱為變頻器。5.4電力電子變壓變頻器異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速需要電壓與頻率均775.4電力電子變壓變頻器交-直-交變頻器：先將恒壓恒頻的交流電整成直流，再將直流電逆變成電壓與頻率均為可調(diào)的交流，稱作間接變頻。交-交變頻器：將恒壓恒頻的交流電直接變換為電壓與頻率均為可調(diào)的交流電，無需中間直流環(huán)節(jié)，稱作直接變頻。5.4電力電子變壓變頻器交-直-交變頻器：先將恒壓恒頻的交785.4電力電子變壓變頻器圖5-14變頻器結(jié)構(gòu)示意圖a）交-直-交變頻器b）交-交變頻器

5.4電力電子變壓變頻器圖5-14變頻器結(jié)構(gòu)示意圖a）79脈沖寬度調(diào)制技術(shù)現(xiàn)代變頻器中用得最多的控制技術(shù)是脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation），簡稱PWM?；舅枷胧强刂颇孀兤髦须娏﹄娮悠骷拈_通或關(guān)斷，輸出電壓為幅值相等、寬度按一定規(guī)律變化的脈沖序列，用這樣的高頻脈沖序列代替期望的輸出電壓。脈沖寬度調(diào)制技術(shù)現(xiàn)代變頻器中用得最多的控制技術(shù)是脈沖寬度調(diào)制805.4.1PWM變頻器主回路圖5-15交-直-交變頻器主回路結(jié)構(gòu)圖先將工頻交流電源通過不可控整流橋變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流。中間的濾波環(huán)節(jié)為減少直流電壓脈動(dòng)而設(shè)置。5.4.1PWM變頻器主回路圖5-15交-直-交變頻器81面積等效原理◆是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。◆原理內(nèi)容：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。?沖量即指窄脈沖的面積。?效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。5.4.2正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)面積等效原理5.4.2正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)82用PWM波代替正弦半波◆將正弦半波看成是由N個(gè)彼此相連的脈沖寬度為/N，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的?！舭焉鲜雒}沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，這就是PWM波形。用PWM波代替正弦半波83

按照波形面積相等的原則，每一個(gè)矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積相等，因而這個(gè)序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調(diào)制方法稱作正弦波脈寬調(diào)制（Sinusoidalpulsewidthmodulation，簡稱SPWM），這種序列的矩形波稱作SPWM波。按照波形面積相等的原則，每一個(gè)矩形波的面積與相84

應(yīng)用PWM控制技術(shù)的變壓變頻器一般都是電壓源型的，它可以按需要方便地控制其輸出電壓，為此前述的PWM控制技術(shù)都是以輸出電壓近似正弦波為目標(biāo)的。電流波形則因?yàn)樨?fù)載的性質(zhì)和大小而異。應(yīng)用PWM控制技術(shù)的變壓變頻器一般都是電壓源85

但是，在電流電機(jī)中，實(shí)際需要保證的應(yīng)該是正弦波電流，因?yàn)樵诮涣麟姍C(jī)繞組中只有通入三相平衡的正弦電流才能使合成的電磁轉(zhuǎn)矩為恒定值，不含脈動(dòng)分量。因此，若能對電流實(shí)行閉環(huán)控制，以保證其正弦波形，顯然將比電壓開環(huán)控制能夠獲得更好的性能。

但是，在電流電機(jī)中，實(shí)際需要保證的應(yīng)該是正弦865.4.4電流跟蹤PWM（CFPWM）控制技術(shù)電流跟蹤PWM（CFPWM，CurrentFollowPWM）的控制方法是：在原來主回路的基礎(chǔ)上，采用電流閉環(huán)控制，使實(shí)際電流快速跟隨給定值。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，盡可能使實(shí)際電流接近正弦波形，這就能比電壓控制的SPWM獲得更好的性能。5.4.4電流跟蹤PWM（CFPWM）控制技術(shù)電流跟蹤PW87圖5-19電流滯環(huán)跟蹤控制的A相原理圖電流控制器是帶滯環(huán)的比較器，環(huán)寬為2h。將給定電流與輸出電流進(jìn)行比較，電流偏差超過±h時(shí)，經(jīng)滯環(huán)控制器HBC控制逆變器上（或下）橋臂的功率器件動(dòng)作，使輸出電流給定值之間的偏差保持在范圍內(nèi)，在正弦波上下作鋸齒狀變化。圖5-19電流滯環(huán)跟蹤控制的A相原理圖電流控制器是帶滯環(huán)88電流滯環(huán)跟蹤控制時(shí)的電流波形電流滯環(huán)跟蹤控制時(shí)的電流波形89

問題的提出

經(jīng)典的SPWM控制主要著眼于使變壓變頻器的輸出電壓盡量接近正弦波，并未顧及輸出電流的波形。而電流滯環(huán)跟蹤控制則直接控制輸出電流，使之在正弦波附近變化，這就比只要求正弦電壓前進(jìn)了一步。然而交流電動(dòng)機(jī)需要輸入三相正弦電流的最終目的是在電動(dòng)機(jī)空間形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。5.4.5電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)問題的提出經(jīng)典的SPWM控制主要著眼于使變90把逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體，以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來控制逆變器的工作，這種控制方法稱作“磁鏈跟蹤控制”，磁鏈軌跡的控制是通過交替使用不同的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)的，所以又稱“電壓空間矢量PWM（SVPWM，SpaceVectorPWM）控制”。把逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體，以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來控制逆變91A，B，C分別表示在空間靜止不動(dòng)的電機(jī)定子三相繞組的軸線，它們在空間互差120o三相定子相電壓分別加在三相繞組上，可定義為三個(gè)電壓空間矢量uA0，uB0，uC0

。電壓空間矢量

1.空間矢量的定義

A，B，C分別表示在空間靜止不動(dòng)的電機(jī)定子三相繞組92

電壓空間矢量的相互關(guān)系定子電壓空間矢量：uA0

、uB0

、uC0

的方向始終處于各相繞組的軸線上，而大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律脈動(dòng)，時(shí)間相位互相錯(cuò)開的角度也是120°。電壓空間矢量的相互關(guān)系定子電壓空間矢量：uA0、uB093電壓空間矢量的相互關(guān)系（續(xù)）合成空間矢量：由三相定子電壓空間矢量相加合成的空間矢量us的合成矢量

電壓空間矢量的相互關(guān)系（續(xù)）合成空間矢量：由三相定子電壓空間94與定子電壓空間矢量相仿，可以定義定子電流和磁鏈的空間矢量Is和Ψs

。2.電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系

定子電流空間矢量

定子磁鏈空間矢量

與定子電壓空間矢量相仿，可以定義定子電流和磁鏈的空間矢量I95每一相的電壓平衡方程式（由法拉第電磁感應(yīng)定律推出）三相的電壓平衡方程式相加每一相的電壓平衡方程式（由法拉第電磁感應(yīng)定律推出）三相的電壓962.電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系

式中

us—

定子三相電壓合成空間矢量；

is—

定子三相電流合成空間矢量；Ψs—

定子三相磁鏈合成空間矢量。

合成空間矢量表示的電壓方程式為2.電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系式中us—定子三相97

近似關(guān)系

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時(shí)，定子電阻壓降所占的成分很小，可忽略不計(jì)，則定子合成電壓與合成磁鏈空間矢量的近似關(guān)系為或近似關(guān)系當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是很低時(shí)，定子98

磁鏈軌跡

當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉(zhuǎn)，磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動(dòng)軌跡呈圓形（一般簡稱為磁鏈圓）。這樣的定子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量可用下式表示。其中Ψm是磁鏈Ψs的幅值，1為其旋轉(zhuǎn)角速度。磁鏈軌跡當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，99合成磁勢矢量的端點(diǎn)軌跡是個(gè)圓，。..\..\..\..\查烽煒《電機(jī)及拖動(dòng)》（第4版）顧繩谷\電機(jī)與拖動(dòng)網(wǎng)頁\Ac-motor.swf合成磁勢矢量的端點(diǎn)軌跡是個(gè)圓，。..\..\..\..\查烽100上式表明，當(dāng)磁鏈幅值一定時(shí)，us的大小與供電電壓頻率1成正比，其方向則與磁鏈?zhǔn)噶空唬创沛湀A的切線方向，上式表明，當(dāng)磁鏈幅值一定時(shí)，us的大小與供電電壓頻率1成正101

磁場軌跡與電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系

如圖所示，當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶吭诳臻g旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，電壓矢量也連續(xù)地按磁鏈圓的切線方向運(yùn)動(dòng)2弧度，其軌跡與磁鏈圓重合。這樣，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的軌跡問題就可轉(zhuǎn)化為電壓空間矢量的運(yùn)動(dòng)軌跡問題。旋轉(zhuǎn)磁場與電壓空間矢量的運(yùn)動(dòng)軌跡磁場軌跡與電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系如圖所示1023.正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場

（1）電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌跡

在變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中異步電機(jī)由三相PWM逆變器供電，供電電壓和三相平衡正弦電壓有所不同，三相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路的原理圖如下。為了便于理解，圖中六個(gè)功率開關(guān)器件都用開關(guān)符號(hào)代替。三相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖

3.正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場（1）電壓空間矢量運(yùn)動(dòng)軌跡三相逆103電機(jī)正常工作需要三相同時(shí)供電，所以在任一時(shí)刻一定有處于不同橋臂下的三個(gè)器件同時(shí)導(dǎo)通，而相應(yīng)橋臂的另三個(gè)器件則處于關(guān)斷狀態(tài)。電機(jī)正常工作需要三相同時(shí)供電，所以在任一時(shí)刻一定有處于不同橋104“上管導(dǎo)通―“1”狀態(tài)

“下管導(dǎo)通―“0”狀態(tài)。

對應(yīng)于111和000這兩個(gè)狀態(tài)的矢量，稱為零矢量，零矢量的幅值為零。其余六種開關(guān)狀態(tài)為非零矢量?！吧瞎軐?dǎo)通―“1”狀態(tài)對應(yīng)于111和000這兩個(gè)狀態(tài)的矢量105開關(guān)工作狀態(tài)6種有效開關(guān)狀態(tài)；2種無效狀態(tài)（因?yàn)槟孀兤鬟@時(shí)并沒有輸出電壓）：上橋臂開關(guān)VT1、VT3、VT5全部導(dǎo)通下橋臂開關(guān)VT2、VT4、VT6全部導(dǎo)通開關(guān)控制模式輸出的每個(gè)周期中6種有效的工作狀態(tài)各出現(xiàn)一次。逆變器每隔2/6（/3）時(shí)刻就切換一次工作狀態(tài)（即換相），而在這/3時(shí)刻內(nèi)則保持不變。開關(guān)工作狀態(tài)6種有效開關(guān)狀態(tài)；106設(shè)工作周期從100狀態(tài)開始，這時(shí)VT1、VT6、VT2導(dǎo)通，各相對直流電源中點(diǎn)O’的電壓幅值為

UAO’=Ud/2UBO’=UCO’=-Ud/2u1uAO’-uCO’-uBO’ABC設(shè)工作周期從100狀態(tài)開始，這時(shí)VT1、VT6、VT2導(dǎo)通，107由圖可知，三相的合成空間矢量為u1，其幅值等于Ud，方向沿A軸。存在的時(shí)間是/3

。u1uAO’-uCO’-uBO’ABC（b）工作狀態(tài)100的合成電壓空間矢量由圖可知，三相的合成空間矢量為u1，其幅值等于Ud，方向沿108u1存在的時(shí)間為/3，在這段時(shí)間以后，工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為110。這時(shí)VT1、VT3、VT2導(dǎo)通，各相對直流電源中點(diǎn)O’的電壓幅值為：UCO’=-Ud/2UBO’=UAO’=Ud/2u1存在的時(shí)間為/3，在這段時(shí)間以后，工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為110109

合成空間矢量變成圖中的u2

，其幅值等于Ud，它在空間上滯后于u1的相位為/3弧度，存在的時(shí)間也是/3

。u2uAO’-uCO’uBO’ABC（c）工作狀態(tài)110的合成電壓空間矢量

合成空間矢量變成圖中的u2，其幅值等于Ud，它在空間上110（d）每個(gè)周期的六邊形合成電壓空間矢量

u1u2u3u4u5u6u7

u8

依此類推，隨著逆變器工作狀態(tài)的切換，電壓空間矢量的幅值不變，而相位每次旋轉(zhuǎn)/3

，直到一個(gè)周期結(jié)束。這樣，在一個(gè)周期中6個(gè)電壓空間矢量共轉(zhuǎn)過2弧度，形成一個(gè)封閉的正六邊形，如圖所示。（d）每個(gè)周期的六邊形合成電壓空間矢量u1u2u3u4u5111（2）定子磁鏈?zhǔn)噶慷它c(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡

六拍逆變器供電時(shí)電動(dòng)機(jī)電壓空間矢量與磁鏈?zhǔn)噶康年P(guān)系

設(shè)在逆變器工作開始時(shí)定子磁鏈空間矢量為1，在第一個(gè)/3期間，電動(dòng)機(jī)上施加的電壓空間矢量為圖中的u1

，按照式可以寫成（2）定子磁鏈?zhǔn)噶慷它c(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡六拍逆變器供電時(shí)電動(dòng)機(jī)電壓112

也就是說，在/3所對應(yīng)的時(shí)間t內(nèi)，施加u1的結(jié)果是使定子磁鏈1產(chǎn)生一個(gè)增量，其幅值|u1|與成正比，方向與u1一致，最后得到圖示的新的磁鏈，而依此類推，在一個(gè)周期內(nèi)，6個(gè)磁鏈空間矢量呈放射狀，矢量的尾部都在O點(diǎn)，其頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡也就是6個(gè)電壓空間矢量所圍成的正六邊形。也就是說，在/3所對應(yīng)的時(shí)間t內(nèi)，施113

如前分析，我們可以得到的結(jié)論是：如果交流電動(dòng)機(jī)僅由常規(guī)的六拍階梯波逆變器供電，磁鏈軌跡便是六邊形的旋轉(zhuǎn)磁場，這顯然不象在正弦波供電時(shí)所產(chǎn)生的圓形旋轉(zhuǎn)磁場那樣能使電動(dòng)機(jī)獲得勻速運(yùn)行。如果想獲得更多邊形或逼近圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，就必須在每一個(gè)期間內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)工作狀態(tài)，以形成更多的相位不同的電壓空間矢量。為此，必須對逆變器的控制模式進(jìn)行改造。如前分析，我們可以得到的結(jié)論是：114線性組合法的基本思路圖6-31逼近圓形時(shí)的磁鏈增量軌跡如果要逼近圓形，可以增加切換次數(shù)，設(shè)想磁鏈增量由圖中的11

，12

，13

，14

這4段組成。這時(shí)，每段施加的電壓空間矢量的相位都不一樣，可以用基本電壓矢量線性組合的方法獲得。

線性組合法的基本思路圖6-31逼近圓形時(shí)的磁鏈增量軌跡如115將占據(jù)π/3的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E等分為N個(gè)小區(qū)間，每個(gè)小區(qū)間所占的時(shí)間

定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E為正6N邊形，軌跡更接近于圓，諧波分量小，能有效減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。將占據(jù)π/3的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E等分為N個(gè)小區(qū)間，每個(gè)小區(qū)間所116在每個(gè)小區(qū)間內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛閳D5-31期望的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E

非基本電壓矢量，必須用兩個(gè)基本矢量合成。在每個(gè)小區(qū)間內(nèi)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛閳D5-31期望的定子磁117SVPWM控制的特點(diǎn)

8個(gè)基本輸出矢量，6個(gè)有效工作矢量和2個(gè)零矢量，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，每個(gè)有效工作矢量只作用1次的方式，生成正6邊形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，諧波分量大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。用相鄰的2個(gè)有效工作矢量，合成任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開關(guān)周期越小，旋轉(zhuǎn)磁場越接近于圓，但功率器件的開關(guān)頻率將提高。SVPWM控制的特點(diǎn)8個(gè)基本輸出矢量，6個(gè)有效工作矢量118SVPWM控制的特點(diǎn)

用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，計(jì)算簡便。與一般的SPWM相比較，SVPWM控制方式的輸出電壓最多可提高15%。SVPWM控制的特點(diǎn)用電壓空間矢量直接生成三相PWM119*5.4.6交流PWM變頻器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的特殊問題PWM變頻器的輸出電壓為等幅不等寬的脈沖序列，該脈沖序列可分解為基波和一系列諧波分量。基波產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，而諧波分量則帶來一些負(fù)面效應(yīng)。*5.4.6交流PWM變頻器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的特殊問題PW120轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)

5次和7次諧波電流產(chǎn)生6次的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，11次和13次諧波電流產(chǎn)生12次的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在PWM控制時(shí)，應(yīng)抑制這些諧波分量。當(dāng)k繼續(xù)增大時(shí)，諧波電流較小，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，可忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)5次和7次諧波電流產(chǎn)生6次的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，11次和1121電壓變化率

當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡電壓供電時(shí)，線電壓的變化率電壓變化率當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡電壓供電時(shí)，線電壓的變化率122電壓變化率

采用PWM方式供電時(shí)，線電壓的跳變在瞬間完成，幅值為因此，

很大

在電動(dòng)機(jī)繞組的匝間和軸間產(chǎn)生較大的漏電流，不利于電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。采用多重化技術(shù)，可有效降低電壓變化率，但變頻器主回路和控制將復(fù)雜得多。電壓變化率采用PWM方式供電時(shí)，線電壓的跳變在瞬間完成，幅123能量回饋與泵升電壓采用不可控整流的交-直-交變頻器，能量不能從直流側(cè)回饋至電網(wǎng)，交流電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量從電動(dòng)機(jī)側(cè)回饋至直流側(cè)，導(dǎo)致直流電壓上升，稱為泵升電壓。電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)存的動(dòng)能較大、制動(dòng)時(shí)間較短或電動(dòng)機(jī)長時(shí)間工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，泵升電壓很高，嚴(yán)重時(shí)將損壞變頻器。能量回饋與泵升電壓采用不可控整流的交-直-交變頻器，能量不能124泵升電壓的限制在直流側(cè)并入一個(gè)制動(dòng)電阻，當(dāng)泵升電壓達(dá)到一定值時(shí)，開通與制動(dòng)電阻相串聯(lián)的功率器件，通過制動(dòng)電阻釋放電能，以降低泵升電壓。在直流側(cè)并入一組晶閘管有源逆變器或采用PWM可控整流，當(dāng)泵升電壓升高時(shí)，將能量回饋至電網(wǎng)，以限制泵升電壓。泵升電壓的限制在直流側(cè)并入一個(gè)制動(dòng)電阻，當(dāng)泵升電壓達(dá)到一定值125泵升電壓的限制圖5-36帶制動(dòng)電阻的交-直-交變頻器主回路泵升電壓的限制圖5-36帶制動(dòng)電阻的交-直-交變頻器主回126泵升電壓的限制圖5-37直流側(cè)并晶閘管有源逆變器的交-直-交變頻器主回路泵升電壓的限制圖5-37直流側(cè)并晶閘管有源逆變器的交-直127泵升電壓的限制圖5-38PWM可控整流的交-直-交變頻器主回路泵升電壓的限制圖5-38PWM可控整流的交-直-交變頻器128對電網(wǎng)的污染

由于直流側(cè)存在較大的濾波電容，只有當(dāng)輸入交流線電壓幅值大于電容電壓時(shí)，才有充電電流流通，交流電壓低于電容電壓時(shí)，電流便終止。電流波形具有較大的諧波分量，使電源受到污染。對電網(wǎng)的污染由于直流側(cè)存在較大的濾波電容，只有當(dāng)輸入交流線129對電網(wǎng)的污染圖5-39電網(wǎng)側(cè)輸入電流波形對電網(wǎng)的污染圖5-39電網(wǎng)側(cè)輸入電流波形130

不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動(dòng)態(tài)性能，只要在一定范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速就行，因此可以根據(jù)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型采用電壓-頻率協(xié)調(diào)控制的方案，這就是常用的通用變頻器控制系統(tǒng)。5.5轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)不少機(jī)械負(fù)載，例如風(fēng)機(jī)和水泵，并不需要很高的動(dòng)態(tài)131概述現(xiàn)代通用變頻器大都是采用二極管整流和由快速全控開關(guān)器件IGBT或功率模塊IPM組成的PWM逆變器，構(gòu)成交-直-交電壓源型變壓變頻器，已經(jīng)占領(lǐng)了全世界0.5~500KVA中、小容量變頻調(diào)速裝置的絕大部分市場。概述132

所謂“通用”，包含著兩方面的含義：（1）可以和通用的籠型異步電機(jī)配套使用；（2）具有多種可供選擇的功能，適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。系統(tǒng)介紹圖5-41繪出了一種典型的數(shù)字控制通用變頻器-異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理圖。所謂“通用”，包含著兩方面的含義：1331.系統(tǒng)組成M3~電壓檢測泵升限制電流檢測溫度檢測電流檢測單片機(jī)顯示設(shè)定接口PWM發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路~URUIR0R1R2RbVTbKR0R1RbR21.系統(tǒng)組成M電壓泵升電流溫度電流單顯示設(shè)定接口PWM驅(qū)1342.電路分析主電路——由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時(shí)兼有無功功率交換的作用。2.電路分析主電路——由二極管整流器UR、PWM逆變器U135主電路（續(xù)）限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗），通上電源時(shí)，先限制充電電流，再延時(shí)用開關(guān)K將短路，以免長期接入時(shí)影響變頻器的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。主電路（續(xù)）限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充136主電路（續(xù)）泵升限制電路——由于二極管整流器不能為異步電機(jī)的再生制動(dòng)提供反向電流的通路，所以除特殊情況外，通用變頻器一般都用電阻吸收制動(dòng)能量。減速制動(dòng)時(shí)，異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，首先通過逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流回路的電壓（通稱泵升電壓）升高到一定的限制值時(shí)，通過泵升限制電路使開關(guān)器件導(dǎo)通，將電機(jī)釋放的動(dòng)能消耗在制動(dòng)電阻上。為了便于散熱，制動(dòng)電阻器常作為附件單獨(dú)裝在變頻器機(jī)箱外邊。主電路（續(xù)）泵升限制電路——由于二極管整流器不能為異步電機(jī)的137電路分析（續(xù)）控制電路——現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路，其功能主要是接受各種設(shè)定信息和指令，再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的PWM信號(hào)。電路分析（續(xù)）控制電路——現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以138控制電路（續(xù)）PWM信號(hào)產(chǎn)生——可以由微機(jī)本身的軟件產(chǎn)生，由PWM端口輸出，也可采用專用的PWM生成電路芯片。檢測與保護(hù)電路——各種故障的保護(hù)由電壓、電流、溫度等檢測信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路進(jìn)行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，輸入給CPU作為控制算法的依據(jù)，或者作為開關(guān)電平產(chǎn)生保護(hù)信號(hào)和顯示信號(hào)。控制電路（續(xù)）PWM信號(hào)產(chǎn)生——可以由微機(jī)本身的軟件產(chǎn)生，由139控制電路（續(xù)）信號(hào)設(shè)定——需要設(shè)定的控制信息主要有：U/f特性、工作頻率、頻率升高時(shí)間、頻率下降時(shí)間等，還可以有一系列特殊功能的設(shè)定。由于通用變頻器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速或頻率開環(huán)、恒壓頻比控制系統(tǒng)，低頻時(shí)，或負(fù)載的性質(zhì)和大小不同時(shí)，都得靠改變U/f函數(shù)發(fā)生器的特性來補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到恒定，甚至恒定的功能在通用產(chǎn)品中稱作“電壓補(bǔ)償”或“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”。控制電路（續(xù)）信號(hào)設(shè)定——需要設(shè)定的控制信息主要有：U/f140補(bǔ)償方法

實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種是在微機(jī)中存儲(chǔ)多條不同斜率和折線段的U/f

函數(shù)，由用戶根據(jù)需要選擇最佳特性；另一種辦法是采用霍耳電流傳感器檢測定子電流或直流回路電流，按電流大小自動(dòng)補(bǔ)償定子電壓。但無論如何都存在過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)目赡埽@是開環(huán)控制系統(tǒng)的不足之處。補(bǔ)償方法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：141控制電路（續(xù)）給定積分——由于系統(tǒng)本身沒有自動(dòng)限制起制動(dòng)電流的作用，因此，頻定設(shè)定信號(hào)必須通過給定積分算法產(chǎn)生平緩升速或降速信號(hào)，升速和降速的積分時(shí)間可以根據(jù)負(fù)載需要由操作人員分別選擇。

控制電路（續(xù)）給定積分——由于系統(tǒng)本身沒有自動(dòng)限制起制動(dòng)電流142控制電路（續(xù)）tff*ufu斜坡函數(shù)U/f曲線脈沖發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路工作頻率設(shè)定升降速時(shí)間設(shè)定電壓補(bǔ)償設(shè)定PWM產(chǎn)生PWM變壓變頻器的基本控制作用控制電路（續(xù)）tff*ufu斜坡函數(shù)U/f曲線脈沖發(fā)1435.6轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)5.6轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)144

電力傳動(dòng)的基本控制規(guī)律

我們知道，任何電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)都服從于基本運(yùn)動(dòng)方程式提高調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能主要依靠控制轉(zhuǎn)速的變化率d/dt

，根據(jù)基本運(yùn)動(dòng)方程式，控制電磁轉(zhuǎn)矩就能控制d/dt

，因此，歸根結(jié)底，調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能就是控制轉(zhuǎn)矩的能力。電力傳動(dòng)的基本控制規(guī)律我們知道，任何電力拖動(dòng)自動(dòng)145

在異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，需要控制的是電壓（或電流）和頻率，怎樣能夠通過控制電壓（電流）和頻率來控制電磁轉(zhuǎn)矩，這是尋求提高動(dòng)態(tài)性能時(shí)需要解決的問題。在異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，需要控制1465.6.1轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)恒氣隙磁通的電磁轉(zhuǎn)矩公式

5.6.1轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)恒氣隙磁通147代入電磁轉(zhuǎn)矩公式

，得電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)

定義轉(zhuǎn)差角頻率

代入電磁轉(zhuǎn)矩公式，得電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)定義轉(zhuǎn)差角頻率148則當(dāng)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，s值很小，因而s也很小，只有1的百分之幾，可以認(rèn)為sLlr'<<Rr'，則轉(zhuǎn)矩可近似表示為（5-104）

則（5-104）149

（5-105）

保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。（5-105）保持氣隙磁通不變，在s值較小150

式（5-105）的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式是在s

較小的情況下得到的，當(dāng)s

較大時(shí)，就得采用式（5-104）的精確轉(zhuǎn)矩公式，把這個(gè)轉(zhuǎn)矩特性（即機(jī)械特性）

畫在下圖（5-104）

（5-105）

式（5-105）的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式是在s較小的情況下151可以看出：在s

較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行段上，轉(zhuǎn)矩Te基本上與s

成正比，當(dāng)Te

達(dá)到其最大值Temax

時(shí)，s

達(dá)到smax值。ωsmaxωsmTemaxTemωsTe0圖5-42按恒Φm值控制的Te=f(s

)特性

可以看出：ωsmaxωsmTemaxTemωsTe0圖5-4152對于式（5-104），取dTe/ds=0可得（5-107）

（5-106）

（5-104）

對于式（5-104），取dTe/ds=0可得153

在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，只要給s

限幅，使其限幅值為（5-108）

就可以基本保持Te與s

的正比關(guān)系，也就可以用轉(zhuǎn)差頻率控制來代表轉(zhuǎn)矩控制。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之一。在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，只要給s限幅，使其限幅值為154如何保持氣隙磁通恒定，是轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)要解決的第二個(gè)問題。保持氣隙磁通恒定，異步電動(dòng)機(jī)定子電壓

必須采用定子電壓補(bǔ)償控制，以抵消定子電阻和漏抗的壓降。

如何保持氣隙磁通恒定，是轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)要解決的第二個(gè)問題。155轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想定子電壓補(bǔ)償應(yīng)該是幅值和相位的補(bǔ)償，但控制系統(tǒng)復(fù)雜。一般采用幅值補(bǔ)償，則電壓–頻率特性為其中

轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想定子電壓補(bǔ)償應(yīng)該是幅值和相位的補(bǔ)償，但156轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想高頻時(shí)，定子漏抗壓降占主導(dǎo)地位，可忽略定子電阻，簡化為電壓—頻率特性近似呈線性；低頻時(shí)，定子電阻的影響不可忽略，曲線呈現(xiàn)非線性性質(zhì)。轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想高頻時(shí)，定子漏抗壓降占主導(dǎo)地位，可忽略157轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想高頻時(shí)，近似呈線性；低頻時(shí)，呈非線性。圖5-43定子電壓補(bǔ)償控制的電壓–頻率特性轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想高頻時(shí)，近似呈線性；圖5-43定子158轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓–頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。

轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通159第5章-基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)---13電二課件160第5章-基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)---13電二課件161基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，采用穩(wěn)態(tài)等值電路來分析異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓和頻率供電條件下的轉(zhuǎn)矩與磁通的穩(wěn)態(tài)關(guān)系和機(jī)械特性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速在基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系162基于穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方法常用的基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有調(diào)壓調(diào)速和變壓變頻調(diào)速兩類?；诜€(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方法1635.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型包括異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等值電路和機(jī)械特性，兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。 穩(wěn)態(tài)等值電路描述了在一定的轉(zhuǎn)差率下電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)電氣特性。 機(jī)械特性則表征了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。5.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模164設(shè)起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為逆時(shí)針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則,轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電動(dòng)勢和電流方向如圖：上進(jìn)下出根據(jù)左手定則，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，方向如圖，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理回顧右手定則決定電流方向左手定則決定導(dǎo)條受力方向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。所以稱為異步電動(dòng)機(jī)

165設(shè)起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為逆時(shí)針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，5.1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系或

電動(dòng)機(jī)極對數(shù)

供電電源頻率

同步轉(zhuǎn)速

5.1.1異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系或電動(dòng)機(jī)166異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-1異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路假定條件：①忽略空間和時(shí)間諧波，②忽略磁飽和，③忽略鐵損異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-1異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路假167模擬電阻，等效負(fù)載電阻轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻模擬電阻，等效負(fù)載電阻轉(zhuǎn)子實(shí)際電阻168異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-2異步電動(dòng)機(jī)簡化等效電路忽略勵(lì)磁電流異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路圖5-2異步電動(dòng)機(jī)簡化等效電路忽略169異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路簡化等效電路的相電流異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路簡化等效電路的相電流170異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)傳遞的電磁功率

機(jī)械同步角速度

異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)傳遞的電磁功率機(jī)械同步角速度171異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性方程式）異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（機(jī)械特性方程式）172異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對s求導(dǎo)，并令

可求出臨界轉(zhuǎn)差率：對應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對s求導(dǎo)，并令可求出臨界轉(zhuǎn)差率：對應(yīng)最173將sm代入轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式可得最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩

將sm代入轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式可得最大轉(zhuǎn)矩，又稱臨界轉(zhuǎn)矩174異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將機(jī)械特性方程式分母展開異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將機(jī)械特性方程式分母展開175異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s很小時(shí)，忽略分母中含s各項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機(jī)械特性近似為直線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s很小時(shí)，忽略分母中含s各項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與176異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s較大時(shí)，忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，機(jī)械特性是一段雙曲線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)s較大時(shí)，忽略分母中s的一次項(xiàng)和零次項(xiàng)177異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓、額定頻率供電，且無外加電阻和電抗時(shí)的機(jī)械特性方程式，稱作固有特性或自然特性。圖5-3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)由額定電壓、額定頻率供電，且無1785.1.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 所謂調(diào)速，就是人為地改變機(jī)械特性的參數(shù)，使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作點(diǎn)偏離固有特性，工作在人為機(jī)械特性上，以達(dá)到調(diào)速的目的。5.1.2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法與氣隙磁通異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法179異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式可知，能夠改變的參數(shù)可分為3類：電動(dòng)機(jī)參數(shù)、電源電壓和電源頻率（或角頻率）。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法由異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式可知，能夠改180異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢的有效值忽略定子繞組電阻和漏磁感抗壓降異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢的有效值忽略181異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通氣隙磁通

為了保持氣隙磁通恒定，應(yīng)使

或近似為

異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通氣隙磁通為了保持氣隙磁通恒定，應(yīng)使1825.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速保持電源頻率為額定頻率，只改變定子電壓的調(diào)速方法稱作調(diào)壓調(diào)速。由于受電動(dòng)機(jī)絕緣和磁路飽和的限制，定子電壓只能降低，不能升高，故又稱作降壓調(diào)速。5.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速保持電源頻率為額定頻率，只改變定183異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的基本特征：電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持額定值不變氣隙磁通

隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的基本特征：電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持額定1845.2.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的

主電路圖5-4晶閘管交流調(diào)壓器調(diào)速TVC——雙向晶閘管交流調(diào)壓器a)不可逆電路b)可逆電路5.2.1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的

主電路圖5-4晶閘管交1855.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性可調(diào)

調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性表達(dá)式電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性可調(diào)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)1865.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)差率保持不變

理想空載轉(zhuǎn)速保持為同步轉(zhuǎn)速不變

5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)差率保持不變1875.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)矩

隨定子電壓的減小而成平方比地下降5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性臨界轉(zhuǎn)矩隨定子1885.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性圖5-5異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的機(jī)械特性5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性圖5-5異步電1895.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為

調(diào)速范圍有限，圖中A、B、C為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，調(diào)速范圍可以稍大一些，圖中D、E、F為風(fēng)機(jī)類負(fù)載在不同電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普1905.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，定子側(cè)輸入的電磁功率故電磁功率恒定不變，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。

均為常數(shù)

5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)1915.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性轉(zhuǎn)差功率隨著轉(zhuǎn)差率的加大而增加。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的降壓調(diào)速就是靠增大轉(zhuǎn)差功率、減小輸出功率來換取轉(zhuǎn)速的降低。增加的轉(zhuǎn)差功率全部消耗在轉(zhuǎn)子電阻上，這就是轉(zhuǎn)差功率消耗型的由來。5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性轉(zhuǎn)差功率隨著轉(zhuǎn)差1925.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性增加轉(zhuǎn)子電阻值，臨界轉(zhuǎn)差率加大，可以擴(kuò)大恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下的調(diào)速范圍，這種高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)又稱作交流力矩電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)是機(jī)械特性較軟。圖5-6高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)（交流力矩電動(dòng)機(jī)）在不同電壓下的機(jī)械特性5.2.2異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

的機(jī)械特性增加轉(zhuǎn)子電阻值，臨1935.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)要求帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)壓系統(tǒng)具有較大的調(diào)速范圍時(shí)，往往須采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖5-7帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)要求帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)壓系統(tǒng)1945.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，如果負(fù)載增大或減小，引起轉(zhuǎn)速下降或上升，反饋控制作用會(huì)自動(dòng)調(diào)整定子電壓，使閉環(huán)系統(tǒng)工作在新的穩(wěn)定工作點(diǎn)。按照反饋控制規(guī)律，將穩(wěn)定工作點(diǎn)連接起來便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，如果負(fù)1955.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性左右兩邊都有極限，它們是額定電壓下的機(jī)械特性和最小輸出電壓下的機(jī)械特性。圖5-8轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性5.2.3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)靜特性左右兩邊都有極限，它196*5.2.4降壓控制應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)直接接電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流比較大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。*5.2.4降壓控制應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)直接接電網(wǎng)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)197第5章-基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)---13電二課件198*5.2.4降壓控制應(yīng)用中、大容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，會(huì)使電網(wǎng)壓降過大，影響其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至使該電動(dòng)機(jī)本身根本起動(dòng)不起來。必須采取措施來降低其起動(dòng)電流，常用的辦法是降壓起動(dòng)。*5.2.4降壓控制應(yīng)用199*軟起動(dòng)器當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比地降低，從而可以避開起動(dòng)電流沖擊的高峰。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小將比起動(dòng)電流的降低更多，降壓起動(dòng)時(shí)又會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠的問題。降壓起動(dòng)只適用于中、大容量電動(dòng)機(jī)空載（或輕載）起動(dòng)的場合。*軟起動(dòng)器當(dāng)電壓降低時(shí)，起動(dòng)電流將隨電壓成正比地降低，從而可2005.3異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方法，同步轉(zhuǎn)速隨頻率而變化5.3異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同2015.3.1

變壓變頻調(diào)速的基本原理異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)速降

隨負(fù)載大小變化

5.3.1變壓變頻調(diào)速的基本原理異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速穩(wěn)202氣隙磁通控制只要控制便可控制氣隙磁通

氣隙磁通控制只要控制便可控制氣隙磁通203基頻以下調(diào)速

當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通過大，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。最好是保持每極磁通量為額定值不變?；l以下調(diào)速當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在基頻（額定頻率）以下運(yùn)行時(shí)，如果204基頻以下調(diào)速

當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢頻率比為恒值的控制方式?；l以下調(diào)速當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須使基頻以下應(yīng)采205基頻以下調(diào)速

恒壓頻比的控制方式

Eg難以確定，當(dāng)電動(dòng)勢值較高時(shí)，忽略定子電阻和漏感壓降，認(rèn)為基頻以下調(diào)速恒壓頻比的控制方式206基頻以下調(diào)速

低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升） 低頻時(shí)，比較小，定子電阻和漏感壓降所占的份量比較顯著，不能再忽略。 人為地把定子電壓抬高一些，以補(bǔ)償定子阻抗壓降，稱作低頻補(bǔ)償。 負(fù)載大小不同，需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ与妷阂膊灰粯印；l以下調(diào)速低頻補(bǔ)償（低頻轉(zhuǎn)矩提升）207基頻以下調(diào)速

通常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用戶選擇。

a——無補(bǔ)償b——帶定子電壓補(bǔ)償圖5-9恒壓頻比控制特性基頻以下調(diào)速通常在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以供用208基頻以上調(diào)速

在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從向上升高，受到電機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變。這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)?；l以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從向上升高，受到電機(jī)絕緣209變壓變頻調(diào)速

圖5-10異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性變壓變頻調(diào)速圖5-10異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性2105.3.2變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性基頻以下采用恒壓頻比控制異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式改寫為5.3.2變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性基頻以下采用恒壓頻比控211基頻以下調(diào)速當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)，則基頻以下調(diào)速當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)，則212基頻以下調(diào)速對于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變在恒壓頻比的條件下把頻率向下調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)械特性基本上是平行下移的。基頻以下調(diào)速對于同一轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速降落基本不變在恒壓頻比的條件下213基頻以下調(diào)速臨界轉(zhuǎn)矩

隨著頻率的降低而減小。當(dāng)頻率較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶載能力減弱，采用低頻定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷?，可以增?qiáng)帶載能力。改寫成基頻以下調(diào)速臨界轉(zhuǎn)矩隨著頻率的降低而減小。改寫成214基頻以下調(diào)速轉(zhuǎn)差功率與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型?；l以下調(diào)速轉(zhuǎn)差功率與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故稱作轉(zhuǎn)差功率不變型。215基頻以上調(diào)速電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特性方程式可寫成臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

基頻以上調(diào)速電壓不能從額定值再向上提高，只能保持不變，機(jī)械特216基頻以上調(diào)速臨界轉(zhuǎn)差

當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)

或基頻以上調(diào)速臨界轉(zhuǎn)差當(dāng)s很小時(shí)，忽略上式分母中含s各項(xiàng)或217基頻以上調(diào)速帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落

對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，轉(zhuǎn)速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。基頻以上調(diào)速帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越218基頻以上調(diào)速轉(zhuǎn)差功率

帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率基本不變?；l以上調(diào)速轉(zhuǎn)差功率帶恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率基本不變。219變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖5-11異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)械特性變壓變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性圖5-11異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速機(jī)220變壓變頻調(diào)速在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式。在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，由于轉(zhuǎn)速上升，允許輸出功率基本恒定，屬于“近似的恒功率調(diào)速”方式。變壓變頻調(diào)速在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬2215.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點(diǎn)。但負(fù)載的變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，須采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。5.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒2225.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制圖5-12異步電動(dòng)機(jī)等值電路和感應(yīng)電動(dòng)勢5.3.3基頻以下電壓補(bǔ)償控制圖5-12異步電動(dòng)機(jī)223三種感應(yīng)電動(dòng)勢定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢

轉(zhuǎn)子全磁通在轉(zhuǎn)子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢（折合到定子邊）

氣隙磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢

三種磁通三種感應(yīng)電動(dòng)勢定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子全224恒定子磁通控制

保持定子磁通恒定：

定子電動(dòng)勢不好直接控制，能夠直接控制的只有定子電壓，按補(bǔ)償定子電阻壓降，就能夠得到恒定子磁通。

常值恒定子磁通控制保持定子磁通恒定：定子電動(dòng)勢不225恒定子磁通控制

忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩恒定子磁通控制忽略勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩226恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式

兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式的分母小于恒壓頻比控制特性中的同類項(xiàng)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率s相同時(shí)，采用恒定子磁通控制方式的電磁轉(zhuǎn)矩大于恒壓頻比控制方式。或者說，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同時(shí)，恒定子磁通控制方式的轉(zhuǎn)速降比恒壓頻比方式小。恒定子磁通控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式恒壓頻比控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩式兩式相比可知，恒定子磁通控制時(shí)轉(zhuǎn)矩表227恒定子磁通控制

臨界轉(zhuǎn)差率

臨界轉(zhuǎn)矩

頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變。恒定子磁通控制臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)矩頻率變化時(shí)，恒定子磁通228恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式

恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

比較可知恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式。恒壓頻比控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率表達(dá)式恒定子磁通控制時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差229恒氣隙磁通控制

保持氣隙磁通恒定：

定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。常值恒氣隙磁通控制保持氣隙磁通恒定：定子電壓除了補(bǔ)償定子電阻230恒氣隙磁通控制

轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩恒氣隙磁通控制轉(zhuǎn)子電流電磁轉(zhuǎn)矩231恒氣隙磁通控制

臨界轉(zhuǎn)差率

臨界轉(zhuǎn)矩

與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特