交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)電梯電力拖動《電梯控制技術(shù)》學習內(nèi)容掌握交流變壓變頻調(diào)速的原理0102掌握交流變壓變頻調(diào)速的應用教學目標學習內(nèi)容交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理0102交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)特點交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01交流變壓變頻調(diào)速電梯也稱為VVVF電梯。VVVF電梯速度調(diào)節(jié)平滑，能獲得良好的乘坐舒適感，能明顯降低電動機的啟動電流。與其他類型交流調(diào)速系統(tǒng)相比，性能最好，運行效率最高，可以節(jié)能30％~50％。

一、異步電動機的變頻調(diào)速原理異步電動機定子每相感應電動勢有效值為:

E=4.44fNK?m交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

由上式可見，在E一定時，若電源頻率f發(fā)生變化，則必然引起磁通?m變化。當?m變?nèi)鯐r，電動機鐵心就沒有被充分利用;若?m增大，則會使鐵心飽和，從而使勵磁電流過大，這樣會使電動機效率降低，嚴重時會使電動機繞組過熱，甚至損壞電動機。因此，在電動機運行時，希望磁通?m保持恒定不變。因此，在改變f的同時，必須改變E，即必須保證E和f的比值是一個常數(shù)。采用恒定的電動勢頻率比的協(xié)調(diào)控制方式，就可以保證磁通?m恒定不變。交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

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這種裝置的控制方式有以下兩種。1，用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交–直–交變頻裝置2，用不可控整流器整流，通過脈寬調(diào)制方式控制逆變器，同時進行變壓變頻的交–直–交變頻裝置。這里著重介紹第二種控制方式中的SPWM控制方式。交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

SPWM逆變器工作原理(1）逆變器的功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，當開關(guān)器件閉合導通時，逆變器輸出電壓的幅度等于整流器的恒定輸出電壓;當開關(guān)器件斷開截止時，輸出電壓為零。于是，逆變器輸出電壓為等幅的脈沖列。為了使該脈沖列與正弦波等效，將正弦波形分為N等份交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

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令每一等份的正弦波的中點與相應的矩形脈沖波形中點相重合，并使矩形脈沖的面積與對應等份的局部正弦波面積相等，則等幅不等寬的矩形脈沖列必然與該半周正弦波形等效。也就是說，各分段平均值的包絡線為等效的正弦波。若逆變器的開關(guān)器件工作在理想狀態(tài)，則開關(guān)器件驅(qū)動信號的波形也應與該脈沖列相似。顯然，開關(guān)器件開、斷的工作頻率越高，則等幅不等寬的脈沖列等效波形就越接近對應的正弦波形。交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

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圖為SPWM控制電路原理框圖。由三相正弦波振蕩器輸出作為調(diào)制波的參考信號電壓UU、UV、UW，其信號頻率和波形幅度均在一定范圍內(nèi)可調(diào)。由三角波振蕩器輸出作為被調(diào)制的載波信號Ut，分別與各相參考電壓進行比較。載波信號Ut的頻率高于參考電壓頻率。若三角波Ut只在0與最大值之間交變，則為單極式控制方式。交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

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在U相正弦參考信號半周內(nèi)的比較工作過程如圖所示。當UU>Ut時，比較器輸出Udu為高電平;當UU<Ut時，比較器輸出Udu為低電平。因此，只要正弦調(diào)制波的最大值低于三角形載波的幅值，經(jīng)比較之后，必然輸出幅值相等，而寬度為兩側(cè)窄、中間寬的按正弦規(guī)律變化的交流調(diào)壓調(diào)速原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)原理01

夾繩器的作用交流調(diào)壓調(diào)速原理02變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)特點變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速簡單地說就是改變頻率和電壓進行調(diào)速。將交流電通過整流變成直流，將直流通過晶閘管的頻繁關(guān)斷，使之形成的矩形波近似成交流正弦波。晶閘管的頻繁關(guān)斷的頻率決定了輸出交流電的頻率。通過改變頻率進而控制速度變化，這就是交直交變頻。目前，變頻調(diào)速(VVVF）控制技術(shù)在電梯領(lǐng)域上得到迅速發(fā)展，利用矢量變換控制的變頻變壓系統(tǒng)的電梯速度可達12，5m/s，其調(diào)速性能已達到直流電動機的水平。且具有節(jié)能、效率高、驅(qū)動控制設(shè)備體積小、重量輕和乘坐舒適感好等優(yōu)點，目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)替代了直流拖動。夾繩器的作用交流調(diào)壓調(diào)速原