1、關于變頻調速拖動系統的構建第一張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月第一節 PWM逆變器的基本工作原理及其發展趨向5.1 變頻調速拖動系統的組成主要任務-根據控制對象(負載)特性來選擇：選擇電動機的類型、功率、轉速等；選擇變頻器的類型、容量、型號等；決定電動機與負載之間的傳動比；選定變頻器外圍所需要的配件。第二張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月5.2 構建變頻調速拖動系統的基本要求基本要求： 負載的機械特性。確定異步電動機在實施了變頻調速后，在整個頻率范圍內者能否帶動負載，能否長時間地運行。 電動機在變頻調速后的有效轉矩線。第三張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.2.1

2、在機械特性方面的要求1對調速范圍的要求 任何調速裝置的首要任務，就是必須滿足負載對調速范圍的要求。2對機械特性“硬度”的要求第四張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 3對升、降速過程及動態響應的要求(1)升速-負載對啟動轉矩的要求(2)降速-負載對制動過程的要求-是否需要制動電阻，以及需要多大的制動電阻-經常處于再生制動經常狀態的負載(如起重機)是否采用電能反饋（向電網反饋能量）第五張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 4負載對動態響應的要求-是否需要高性能的變頻器 無傳感器（無轉速反饋）的矢量控制方式 具有轉速反饋環節的矢量控制方式 直接轉矩控制5.2.2 在運行可靠性方面的要求

3、 1過載能力-過載倍數及持續時間-電機的過載能力-變頻器的過載能力 2機械振動和壽命避免機械諧振的問題；高速(超過額定轉速)時，機械的振動以及各部分軸承的磨損問題等。第六張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月5.3 變頻調速時電動機的有效轉矩線5.3.1有效轉矩線的概念有效轉矩-電動機在某一頻率下允許連續運行的最大轉矩。有效轉矩線-電動機允許工作范圍的曲線 第七張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.3.2 fx fN時的有效轉矩線第八張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.3.3 fx fN時的有效轉矩線1異步電動機在 fx fN時的特點當在 fx fN時，Ux=UN，因

4、此，隨著f的上升，主磁通將減小。 電動機的額定電流是由電動機的允許溫升決定的，所以，不管在多大的頻率下工作，電動機的允許工作電流是不變的。第九張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 2當fx fN時的有效轉矩線 功率不變的有效轉矩線。第十張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 過載能力不變的有效轉矩線。全頻率范圍內的有效轉矩線。第十一張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月5.4 恒轉矩負載變頻調速系統的構建考慮：頻率范圍、調速范圍和負載轉矩要求 ，從而確定電動機和變頻器。5.4.1 工作頻率范圍的選擇1最低工作頻率表51各種控制模式的最低工作頻率 允許負載率() 控制模式最低工作頻

5、率Hz 無外部通風 有外部通風 有反饋矢量控制 0.1 75 100 無反饋矢量控制1 80 100 Vf控制 5 50 55第十二張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 2最高工作頻率-取決于允許的負載率負載重時最高頻率受限。第十三張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.4.2 調速范圍與傳動比1調速范圍和負載率的關系第十四張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 2負載率與傳動比的關系 -負載轉矩折算到電動機軸上的值是和傳動比有關的。傳動比越大，則負載轉矩的折算值越小，電動機軸上的負載率也就越小。3調速范圍與傳動比的關系 由表5-2可知-當調速范圍不能滿足負載要求時，可以考慮

6、通過適當增大傳動比，來減小電動機軸上的負載率，增大調速范圍。第十五張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 4傳動比的選擇舉例第十六張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 第十七張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.4.3 電動機和變頻器的選擇1電動機的選擇(1)可供選擇的方法如對于如何實現變頻調速不做任何限制，則有以下幾種方法： 原有電動機不變，增大傳動比。 原有電動機不變，增加外部通風，并采用帶轉速反饋的矢量控制方式（可加時）。 選擇同容量的變頻調速專用電動機，并采用帶轉速反饋的矢量控制方式。 采用普通電動機，不增加外部通風和傳動比，也不采用帶轉速反饋的矢量控制方式，而是增

7、大電動機容量。第十八張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 (2)選擇原則如果屬于舊設備改造，則應盡量不改變原有電動機。 如果是設計新設備，則應盡量考慮選用變頻調速專用電動機，以增加運行的穩定性和可靠性。 如果在增大傳動比以后，電動機的工作頻率過高，則可考慮采取增大電動機容量以降低工作頻率的方法。第十九張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 (3)電動機最高工作頻率的確定磁極對數P2的普通電動機： 當在 fx 2fN ，電動機的有效轉矩與頻率成反比，將減小很多，其值為 ，一般難以滿足負載要求。一般來說，在拖動恒轉矩負載時，實際工作頻率的范圍取 P=1的普通電動機： 在額定頻率以上運行時

8、，電動機轉速超過3 000 rmin。這時，需要考慮軸承和傳動機構的磨損及振動等問題第二十張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 2變頻器的選擇(1)容量的選擇(2)變頻器的類型及控制方式的選擇需要考慮的因素有：調速范圍負載轉矩的變動范圍負載對機械特性的要求第二十一張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月5.5 恒功率負載變頻系統的構建5.5.1 恒功率負載系統構建的主要問題主要問題-如何減小拖動系統的容量目標：電動機的容量和通用變頻器的容量均最小-電動機的恒轉矩和恒功率調速的范圍與負載的恒轉矩和恒功率范圍相一致 如在基頻以下恒功率，即fx fN 考慮到傳動過程中最大轉速的需要而恒功率負

9、載實際所需功率為第二十二張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 1實 例最高轉速時的負載功率：第二十三張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 最低轉速時的負載功率：如果把頻率范圍限制在fx fN所需電動機最大轉矩為電動機的額定轉速又必須滿足負載的最高轉速電動機的容量應滿足第二十四張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 2減小容量的對策第二十五張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 3 時兩擋傳動比時的系統容量第二十六張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.5.2電動機和變頻器的選擇1電動機容量和類別的選擇 在最高工作頻率不超過兩倍額定頻率的前提下，通過適當調整傳動機構的

10、傳動比，盡量減小電動機的容量。2變頻器的容量和類別的選擇第二十七張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月56 平方律負載變頻調速系統的構建平方律負載的特點： 負載的阻轉矩與轉速的二次方成正比， 負載的功率與轉速的三次方成正比。5.6.1 平方律負載系統構建的主要問題主要問題-如何得到最佳節能效果。第二十八張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 節能效果與Vf線的關系第二十九張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.6.2平方律負載系統電動機與變頻器的選擇1電動機的選擇 通常出廠時配套供貨。2變頻器的選擇宜選用風機、水泵專用變頻器。過載倍數低。特別注意：當工作頻率高于額定頻率時，負載的轉矩有可能大大超過額定轉矩，使電動機過載。配置了進行多臺控制的切換功能。配置了一些其他專用于能耗控制的功能。第三十張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.7 直線律負載變頻系統的構建5.7.1直線律負載及其特性1轉矩特點-負載阻轉矩與轉速成正比2功率特點-負載的功率與轉速的二次方成正比5.7.2直線律負載系統變頻器的選擇基本要點與二次方律負載類同第三十一張，PPT共三十五頁，創作于2022年6月 5.8 對混