三相异步电动机变频调速.docx

一、三相异步电动机变频调速原理由于电机转速n与旋转磁场转速n1接近,磁场转速n1改变后,电机转速n也就随之变化,由公式ni竺可知,改变电源频率fi,可以调节磁场旋转,从而改变电机转速,这种方法称p%变频调速。根据三相异步电动机的转速公式为60fi,1sn11s式中f1为异步电动机的定子电压供电频率;p为异步电动机的极对数;s为异步电动机的转差率。所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统,由于调速时转差功率不变,在各种异步电动机调速系统中效率最高,同时性能最好,是交流调速系统的主要研究和发展方向。改变异步电动机定子绕组供电电源的频率f1,可以改变同步转速n,从而改变转速。如果频率f1连续可调,则可平滑的调节转速,此为变频调速原理。三相异步电动机运行时,忽略定子阻抗压降时,定子每相电压为U1E1 ; f1为定子电源频率;N1为定子每相绕组匝数;km为基波绕组系数,m为每极气隙磁通量。如果改变频率f1,且保持定子电源电压U1不变,则气隙每极磁通m将增大,会引起电动机铁芯磁路饱和,从而导致过大的励磁电流,严重时会因绕组过热而损坏电机,这是不允许的。因此,降低电源频率f1时,必须同时降低电源电压,已达到控制磁通m的目的。.1、基频以下变频调速为了防止磁路的饱和,当降低定子电源频率f1时,保持W为常数,使气每f1极磁通m为常数,应使电压和频率按比例的配合调节。这时,电动机的电磁转【1]【8]T矩为r2mipUi—sm1p2xi x2Ui£r2fisi2r2 2xi x2s上式对s求导,dTds有最大转矩和临界转差率为1Tm 2firimpUi2ri2 xi X22imip22fiUi不ri :ri2 xiX22r2 Uism 由上式可知:当一常数时,在fi较高时,即接近额ji2xix22 fi定频率时,ri=xix2,随着fi的降低,Tm减少的不多;当fi较低时,xix2较小;ri相对变大,则随着fi的降低,Tm就减小了。显然,当廿降低时,最大转矩Tm不等于常数。保持匕常数,降低频率调速时的机械特征如图i所示。fi这相当于他励直流电机的降压调速。图i变频调速的机械特性(a)基频以下调速(—常数) (b)基频以上调速(U1=常数)fi(a)2、基频以上变频调速在基频以上变频调速时,也按比例身高电源电压时不允许的,只能保持电压为Un不变,频率fl越高,磁通m越低,是一种降低磁通升速的方法,这相当于它励电动机弱磁调速。保持Un=常数,升高频率时,电动机的电磁转矩为T2r2mrpUi-s2r22firi xis上式求dT0,得最大转矩和临界转差率为Tm1 mrpUi2222x1x2由于f1较高,X1、r2x2和一比r1大的多,则上式变为s2m1pU1 1Tm2f1x1x2f1r2 r2 1SmX1x2 2f1L1L2f1因此,频率越高时,Tm越小,Sm也越小。保持Un为常数,升高频率调速时的机械特性如图1(b)所示。二、SIMULINK仿真模型建立三相异步电动机的变频调速仿真模型,可以采用 simulink提供的仿真模块,如交流电源,电压测量,异步电机,电机测量等。其中,三相交流电源位于【PowerSystem】的PowerElectronics中,将三相交流