1、第九章异步电机变频调速及仿真 一 概述 直流电动机的优点 调速范围广静差小 稳定性好易于实现调速 直流电动机的缺点 维修工作量大 事故率高容量 电压 电流和转速受限使用环境受限 根本原因 电刷和换向器的存在导致磨损 放电 火花 交流电动机的优点 容量 电压 电流和转速上限高结构简单 造价低坚固耐用 事故率低 容易维护 交流电动机的缺点 异步电动机 f1为定子频率 s称为转差率 pn为极对数 异步电动机转速 变极调速 变转差率调速 三种调速方式 变频调速 调压调速 转子串电阻调速 绕线式 电磁转差率离合器调速 转子串附加电势调速 串极调速 交 交变频调速 交 直 交变频调速 变频调速 原理 改变
2、电源频率 同步转速随之变化 从而改变电机转速 特点 变频调速范围宽 平滑性好 效率高 具有优良的动 静态性能 基于稳态模型 基于动态模型 异步电机变频调速 恒压频比调速 V F 速度闭环的转差频率控制 磁场定向的矢量控制 VectorControl 直接转矩控制 DirectTorqueControl 二 恒压频比调速原理 三 基频以下电压频率协调控制机械特性 四 基频以上弱磁调速特性 U1 0 f1 1不含定子压降补偿的控制曲线2含有定子压降补偿的控制曲线 f1n U1n 恒转矩调速 恒功率调速 弱磁区 1 2 V F曲线 四 作业5异步电机仿真 1 异步电机启动仿真 电机参数额定 功率2
3、2kW 电压380V 频率50Hz 转速1420rpmRs 3 478欧 Lls 0 01254亨Rr 2 546欧 Llr 0 01226亨Lm 0 3329亨J 0 0131 p 2 仿真时间2秒 电机由零速启动 电机初值为默认值 负载转矩0 1秒时为零 1 2秒时为额定转矩 需计算 仿真结果用电机测量模块观察 1 记录定子abc三相电流波形 求启动最大电流幅值 空载电流有效值 额定电流有效值 2 记录电机转速波形 求空载转速和额定转速 3 记录电机电磁转矩波形 回答电磁转矩稳态值由谁决定 2 变频器供电的异步电机仿真 电机参数同上 仿真时间1秒 负载转矩0 5秒时由0阶跃至额定转矩 离散
4、系统仿真 Ts 1e 5s 主电路 逆变器 异步电机 直流电压源621V SPWM模块可参考图中模型 输入为调制度m和频率f 输出为六路PWM信号 三角载波仍然为1kHz 三角波用simulink sources中的Repeatingsequence模块 V F曲线的设置采用lookuptable模块50Hz及以上调制度为1 0 5Hz时为0 1 5 50Hz之间为线性变化 1 频率为50Hz时 记录定子abc三相电流波形 电机转速波形和电磁转矩波形 并与上题中波形作相应对比 简要说明变频器供电的电机运行有何特点 2 频率改为25Hz 重新运行仿真程序 比较与50Hz时的电流频率和幅值大小 额定转矩下的转速降落 并说明原因
