关于变频调速拖动系统的构建第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日第一节PWM逆变器的基本工作原理及其发展趋向5.1变频调速拖动系统的组成主要任务----根据控制对象(负载)特性来选择：①选择电动机的类型、功率、转速等；②选择变频器的类型、容量、型号等；③决定电动机与负载之间的传动比；④选定变频器外围所需要的配件。第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.2构建变频调速拖动系统的基本要求基本要求：①负载的机械特性。确定异步电动机在实施了变频调速后，在整个频率范围内者能否带动负载，能否长时间地运行。②电动机在变频调速后的有效转矩线。第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.2.1在机械特性方面的要求1．对调速范围的要求任何调速装置的首要任务，就是必须满足负载对调速范围的要求。2．对机械特性“硬度”的要求第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日3．对升、降速过程及动态响应的要求(1)升速---负载对启动转矩的要求(2)降速---负载对制动过程的要求----是否需要制动电阻，以及需要多大的制动电阻----经常处于再生制动经常状态的负载(如起重机)是否采用电能反馈（向电网反馈能量）第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日4．负载对动态响应的要求----是否需要高性能的变频器无传感器（无转速反馈）的矢量控制方式具有转速反馈环节的矢量控制方式直接转矩控制5.2.2在运行可靠性方面的要求1．过载能力---过载倍数及持续时间----电机的过载能力----变频器的过载能力2．机械振动和寿命①避免机械谐振的问题；②高速(超过额定转速)时，机械的振动以及各部分轴承的磨损问题等。第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.3变频调速时电动机的有效转矩线5.3.1有效转矩线的概念有效转矩----电动机在某一频率下允许连续运行的最大转矩。有效转矩线----电动机允许工作范围的曲线第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.3.2fx≤fN时的有效转矩线第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.3.3fxfN时的有效转矩线1．异步电动机在fxfN时的特点①当在fxfN时，Ux=UN，因此，随着f的上升，主磁通将减小。②电动机的额定电流是由电动机的允许温升决定的，所以，不管在多大的频率下工作，电动机的允许工作电流是不变的。第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日2．当fxfN时的有效转矩线①功率不变的有效转矩线。第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日②过载能力不变的有效转矩线。③全频率范围内的有效转矩线。第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.4恒转矩负载变频调速系统的构建考虑：频率范围、调速范围和负载转矩要求，从而确定电动机和变频器。5.4.1工作频率范围的选择1．最低工作频率表5—1各种控制模式的最低工作频率允许负载率／(％)控制模式最低工作频率／Hz无外部通风有外部通风有反馈矢量控制0.1≤75100无反馈矢量控制1≤80100V／f控制5≤50≤55第12页，共35页，星期日，2025年，2月5日2．最高工作频率----取决于允许的负载率负载重时最高频率受限。第13页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.4.2调速范围与传动比1．调速范围和负载率的关系第14页，共35页，星期日，2025年，2月5日2．负载率与传动比的关系-----负载转矩折算到电动机轴上的值是和传动比有关的。传动比越大，则负载转矩的折算值越小，电动机轴上的负载率也就越小。3．调速范围与传动比的关系由表5-2可知----当调速范围不能满足负载要求时，可以考虑通过适当增大传动比，来减小电动机轴上的负载率，增大调速范围。第15页，共35页，星期日，2025年，2月5日4．传动比的选择举例第16页，共35页，星期日，2025年，2月5日第17页，共35页，星期日，2025年，2月5日5.4.3电动机和变频器的选择1．电动机的选择(1)可供选择的方法如对于如何实现变频调速不做任何限制，则有以下几种方法：①