电机与变频调速原理VIP免费

©ABB(China)Ltd-11-5-02-模板档案使用指引ABB传动变频器工作原理北京ABB电气传动系统有限公司市场部技术支持与销售工程师唐家©ABB(China)Ltd--2电机功率与速度计算•功率计算：p=(2/60)*N*T*10ˆ³kwN:rpmT:N*m•转动惯量，起动转矩，加减速时间，制动转矩•变频器控制电机转速的原理,旋转磁场同步转速N=n=N*(1-s)v/fpf*120这里，N为电机旋转磁场同步转速n为电机额定转速S为电机转差率f为电机进线频率p为电机的极数©ABB(China)Ltd--3转矩示例LTorque=F*L*sin()LFTorqueisthearmlengthmultipliedbyforceinrightangletoshaft©ABB(China)Ltd--4变频器基本原理变频器U,3~V1C+-V3V5V2V4V6RectifierDC-circuitInverterunitTorquesin()ThecurrentIisthearmneededtogeneratetorqueThefluxistheforceMotor©ABB(China)Ltd--5IGBT开关图列Inverter&motor-statorvoltagephasorsMSSSABC+--++--+--++--++-+2/3*Udc+++---©ABB(China)Ltd--6电机工频起动运行曲线01212motormodegeneratormodeTmaxnominaltorqueTORQUESPEED交流鼠笼感应电机的典型转矩/转速曲线(机械特性曲线)电机电流©ABB(China)Ltd--7电机变频起动运行曲线Tn由变频器供电的交流鼠笼感应电机的转矩曲线©ABB(China)Ltd--8Tmaxvoltageflux00.20.40.60.811.21.41.61.82relativespeed电机的弱磁点弱磁点的定义©ABB(China)Ltd--9电机运行的负载与电流voltagecurrentloadtorque00.20.40.60.811.21.41.61.82relativespeed电流和负载©ABB(China)Ltd--10普通电机的允许负载曲线120%110%100%90%80%70%60%50%40%00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0相对转速T/Tn©ABB(China)Ltd--11ACS800MotorloadcapacityT=loadtorqueTN=ratedmotortorquef=ACS800outputfrequencyTypicalcontinuousloadcapacitycurveofanIEC34self-ventilatedmotorcontrolledbyACS8001.21.00.80.60.40.20.0TTN0102030405060708090100f(Hz)自通风电机的负载能力典型的连续负载能力曲线自通风电机©ABB(China)Ltd--12电机的过载能力400%350%300%250%200%150%100%50%0%00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0IC411相对转速最大电机负载能力(短时)可用的最大电机转矩+20%裕量IC416©ABB(China)Ltd--13电机负载类型可变转矩负载：风机水泵。恒转矩负载：皮带运输机恒转矩恒功率负载卷曲周期性恒转矩负载提升机Cranes,Centrifuges高起动转矩负载挤出机Kilns,RubberMixersTSpeedSpeedSpeedTTTTTimeTime©ABB(China)Ltd--14变频器基本结构1整流部分逆变部分能量流动方向主要由三部分组成（如下图所示）：•整流部分：将交流电变换成直流电•中间直流环节：充电、滤波并保持电压稳定•逆变部分：将直流电变换成电压与频率都可变的交流电中间直流环节输入输出©ABB(China)Ltd--15变频器基本结构2EquipmentOperationM3LineLineSupplyUnitInverterUnitMotorLinevoltageRectificationSmoothingInversionMotorWaveformDCbus,capacitorandchoke变频系统的功能示意图©ABB(China)Ltd--16变频器控制电机的模式大致可分成三类标量控制v/f（Scalarcontrol）：最早最基本的变频调速技术矢量控制（Vectorcontrol）：目前大多数采用直接转矩控制（DTCcontrol）：ABB专利技术©ABB(China)Ltd--17ACS800EvolutionofACdrivesVfFrequencyreferenceFrequencyreferenceModu-latorModu-latorV/FratioV/FratioACSpeedcontrolSpeedcontrolTorquecontrolTorquecontrolAC1970’s:FrequencyControl1990’s:DirectTorqueControlVfTorquecontrolTorquecontrolModu-latorModu-latorSpeedcontrolSpeedcontrolACT1980’s:FluxVectorControlTraditionalPWMControlinshortstepstoavoidovershootingControllooptime1-3msbecauseofmodulator•Tachometerfeedbackrequired•Controllooptime1-3msbecauseofmodulator•Torquecontrolledbyasinglestep•Noriskofovershootwithfast25scontrolloop交流传动的进化和发展©ABB(China)Ltd--18标量控制V/F控制：保持磁通恒定，从而使电机输出比较大的转矩在基频（50Hz）以下，变频器能保持恒转矩输出；基频以上，变频器...