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变频器对异步电动机的转差频率控制原理

提示:

如在U/f控制中所述,如果保持电动机的气隙磁通一定,则电动机的转矩及电流由转差角频率决定,因此,如果增加控制电动机转差角频率的功能,那么异步电动机产生的转矩就可以控制。 转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度(电气角频率)的差频率,在电动机转子上安装测速发电机(TG)等速度检出器可以检测电动机的

    如在U/f控制中所述,如果保持电动机的气隙磁通一定,则电动机的转矩及电流由转差角频率决定,因此,如果增加控制电动机转差角频率的功能,那么异步电动机产生的转矩就可以控制。

    转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度(电气角频率)的差频率,在电动机转子上安装测速发电机(TG)等速度检出器可以检测电动机的速度,检测出的转子速度加上转差频率(与产生所要求的转矩相对应)就是逆变器的输出频率。

    转差频率与转矩的关系如图7-3所示的特性,在电动机允许的过载转矩(额定转矩的150%~200%)以下,大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外,电流随转差频率的增加而增加。所以,如果给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率,那么就可以具有限制电流的功能。

转差频率与转矩的关系

    7-3    转差频率与转矩的关系

    为了控制转差频率,虽然需要检出电动机的速度,但系统的加减速特性和稳定性比开环的控制获得了提高,过电流的限制效果也变好。

    根据异步电动机稳态数学模型可以知道,异步电动机稳态运行时所产生的电磁转矩为

    (7-3)

式中p-电动机极对数;

    ω1-定子电压角频率。

    当转差率s很小时,可忽略式(7-3)中的sr1s²(x1+x2)²,则异步电动机稳态电磁转矩可用如下近似计算:

    (7-4)

    由此可以看出,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。式中sω1为转子绕组感应电动势的频率,称为转差频率,用ωs表示。显然,在定子频率ω1不同时,相同的转差率所对应转差频率不同;同样,在定子频率ω1不同时,相同的转差频率所对应的差不同。

    U/f恒定时,式(7-4)(U1/ω1)为常数,电磁转矩正比于转差频率sω1。因此不同频率的电磁转矩曲线为一组平行直线,产生最大转矩的转差频率相同。控制电动机的转差频率可以达到控制电动机转矩的目的。

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