基于SVPWM的异步电机变频调速系统的研究(2)

１转差功率消耗型调速系统一全部转差功率以转换成热能的形式而消耗掉。如降压调速、电磁转差离合器调速、绕线式转子异步电动机串电阻调速都属于这一类，其调速效率最低。它是以增加转差功率的损耗来实现转速的降低（恒转矩负载），由于这类调速系统结构简单、成本低廉，故在调速要求不高的场合仍有一定的应用。

２转差功率回馈型调速系统一一转差功率的一部分被消耗掉，大部分则通过交流装置回馈电网或者转换为机械能加以利用。绕线式异步电动机串级调速属于这一类。其效率比第一类方法要高，但总是有部分能量在增设的交流装置中被消耗掉，因而也不是最为理想的调速方法。

３转差功率不变型调速系统…一转差功率中转子铜耗是不可避免的，在这类系统中转差功率基本不变，因此效率最高，变极调速和变频调速属于这一类，

随着科学技术的发展,直流调速技术已不能满足各种生产生活的需要,于此同时,交流调速技术的研究也在如火如荼的进行中。为了使交流电机模型简单话,提出了矢量控制技术理论,它利用坐标变换原理,将强耦合、非线性的交流电动机解耦并等效成了直流电动机,实现了对交流电动机磁场和转矩的控制。

第１章绪论

其中变极调速是有级调速，应用场合有限，只有变频调速应用最广，可以构成高性能的调速系统，取代直流调速，最有发展前途．

目前，变频调速已经成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都得到了广泛的应用，而且随着一些新的交流电机调速理论（如矢量控制和直接转矩控制）、智能控制理论和现代电力电子技术以及高性能微处理器（如ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ＡＤＳＰ）等相关技术的发展，它将在很长一段时问内主导电气传动领域，并向更高性能、更高容量以及微型化、智能化、网络化方向发展。１．２变频调速技术简介及其基本控制方法

１．２．１变频调速技术简介“”２１

电气传动的ＰＷＭ控制技术是调速传动的关键技术之一，是电气传动自动控制领域研究的热点。ＰＷＭ控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压的目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。

在交流变频传动中，使用较早的控制技术是ｖｗＦ控制技术，该控制技术分为两种；

ｌ把ｗ与ｖＦ分开完成，即先把交流电整流为直流的同时进行相控调压，而后逆变为可调频率的交流电，这种ｌ；｛『后分开控制的ｖｖＶＦ控制技术称为脉冲幅值调制方式（ＰｕｌｓｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｆｉｏｎ）。

２将ｗ与ｖＦ集中于逆变器一起来完成，即前面为不可控整流器，中间直流电压恒定，而后由逆变器既完成变频又完成变压，这种控制技术称为脉冲宽度调制技术（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）。这种控制技术整流器无须控制，简化了电路结构，而且以全波整流代替相控整流，提高了输入端的功率因数，减小了高次谐波对电网的影响。

ＰｗＭ控制技术有许多种，而且在不断发展之中，从控制思想上分，可把它们分为四类：（１）等脉宽ＰＷＭ法，（２）ｉＥ弦波ＰＷＭ法，即ＳＰＷＭ法，（３）电流跟踪型ＰＷＭ法，（４）磁链追踪型ＰＷＭ法（ＳＶＰＷＭ法，也称电压空间矢量ＰＷＭ法）。具体实现的技术有：自然采样法，对称规则采样法、特定谐波消去法，梯

随着科学技术的发展,直流调速技术已不能满足各种生产生活的需要,于此同时,交流调速技术的研究也在如火如荼的进行中。为了使交流电机模型简单话,提出了矢量控制技术理论,它利用坐标变换原理,将强耦合、非线性的交流电动机解耦并等效成了直流电动机,实现了对交流电动机磁场和转矩的控制。

形调制技术，相位调制技术，面积等效法等ｌＯ多种调制技术。

等脉宽ＰＷＭ法的每一脉冲的宽度均相等，改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法可以实现电压与频率的协调变化，其缺点是输出电压除基波外，包含较多的谐波分量。

ＳＰＷＭ法克服了等脉宽ＰＷＭ法的缺点，它从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相正弦波电源，它是以一个正弦波作为基准波（称为调制波），用等幅的三角波（称为载波）与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。

电流跟踪型ＰＷＭ法采用电压源型逆变器，却是控制输出电流的，其基本思想是将电动机定子电流的检测信号与正弦波电流给定信号相比较，如果实际电流大于给定值，则通过逆变器的开关动作使之减小，反之使之增大，这样实际电流波形围绕给定的正弦波做锯齿状变化，而且开关器件的开关频率越高电流波动就越小，使用这种方法，电动机的电压数学模型改成电流模型，可使控制简单，动态响应加快，还可以防止逆变器过电流。

磁链追踪型ＰＷＭ法，把电动机与逆变器看为一体，着眼于如何使电动机获得幅值恒定的圆形磁场为目标，它以三相对称正弦电压供电时交流电动机中的理想磁链为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的磁链有效矢量来逼近基准圆，理论分析和实验表明ＳＶＰＷＭ调制具有脉动转矩小、噪音低，直流电压利用率高（比普通的ＳＰＷＭ调制约高１５％）。本文就采用这种调制方式，对于ＳＶＰＷＭ调制尤其要考虑其特殊的时间比较方式，故用专门的硬件支持实现才是最佳方案，在这一方面，德州仪器（ＴＩ）公司推出的ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ专门设置了空间矢量状态机这一硬件系统，使得ＳＶＰＷＭ的实现变得容易起来。１．２．２变频调速的基本控制方法

我们知道，三相异步电机定子每相电动势的有效值为：

Ｅ８＝４．４４ｆｔＮｌ七ⅣＩ｛ｆ，，

式中Ｅ。为气隙磁通在定子每相绕组中感应电动势的有效值，

率，Ｎｌ为定子每相绕组的匝数，ｋＮＩ为绕组系数，ｖ。为每极气隙磁通量。（１．１），ｌ为定子频

ｌ基频以下调速…恒压频比控制

在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。因为如果磁通太弱，没有充分利用电机铁心，这

随着科学技术的发展,直流调速技术已不能满足各种生产生活的需要,于此同时,交流调速技术的研究也在如火如荼的进行中。为了使交流电机模型简单话,提出了矢量控制技术理论,它利用坐标变换原理,将强耦合、非线性的交流电动机解耦并等效成了直流电动机,实现了对交流电动机磁场和转矩的控制。

是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会使绕组因过热而损坏电机。对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应进行适当补偿，保持磁通恒定是很容易做到的。而在异步电动机中，磁通是定子和转子磁动势合成的，故要达到磁通恒定的目的就困难得多。

由式（１．１）可知，要保持ｌＩｒ。恒定，当频率，Ｉ从额定值，ｌＮ向下调时，必须同

Ｆ

时降低Ｅｇ，使得；｝＝ｃ，然而，绕组中的感应电动势是难于直接控制，当电动势的值较高时，可以忽略定子压降，而认为定子相电压Ｕｌ＝Ｅｇ，于是有鲁％这就是所谓恒压频比控制方式。

低频时，Ｕｉ和Ｅｇ都较小，定子压降所占的份量就比较大，此时就不能忽略。这时可以人为地把定子电压ＵＩ抬高一些，以便补偿定子电阻压降，如图１．Ｉ所示。

图１．１恒压频比控制方式

２基频以上调速一．弱磁升速

在基频以上调速时，频率 …… 此处隐藏：2672字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……