29
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
感应电机驱动
VVVF调速（f： 100％～50％， Vs：100％～50％）
2020年10月12日源自30第八章 电机驱动装置感应电机驱动
VVVF调速（电动与制动）
现代电力电子技术原理与应用
2020年10月12日
31
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
现代电力电子技术原理与应用
电磁过程
2020年10月12日
7
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
电磁过程
2020年10月12日
现代电力电子技术原理与应用
机械过程
8
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
动态方程：电磁与机械
现代电力电子技术原理与应用
vt
La
dia dt
Raia
ea
Tm
J eq
dm
dt
23
第八章 电机驱动装置
感应电机驱动
电路图与相量图
现代电力电子技术原理与应用
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
感应电机驱动
基本方程
转子侧
现代电力电子技术原理与应用
定子侧
Er k1 fslag
eag (t) Ns 2 f ag cos 2 ft
Eag k1 f ag
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
感应电机驱动
基本方程
将转子归算至定子侧
现代电力电子技术原理与应用
Eag
f f sl
Er
(f
Rr f sl
j2 fLlr )Ir
定子电流
Is Im Ir
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
感应电机驱动
基本方程： s 很小时
现代电力电子技术原理与应用
Tem k3ag Ir Ir k4ag fsl
现代电力电子技术原理与应用
直流电机的机械特性（恒力矩机械负载）
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
运行象限
反向制动
Ea Ia
反向电动
Ea Ia
2020年10月12日
现代电力电子技术原理与应用
Tem
正向电动
Ea Ia
正向制动
Ea Ia
m
14
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
工频四象限 换流器
反并联的桥 式换流器
通过开关切 换改变转向 的驱动装置
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
用于电机驱动的AC/DC换流器：电流间断的影响
2020年10月12日
感应电机驱动
VVVF调速（启动～额定转速，无低速电压提升）
电力电子技术原理与应用
第八章
电机驱动装置
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
电机驱动装置设计的一般准则
• 电机与负载间的匹配
• 功率 • 力矩与转速 • 运动方式
• 电机发热因素的考虑 • 电机与电力电子装置间的匹配
2020年10月12日
2
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
直流电机驱动
波形因数
现代电力电子技术原理与应用
PR
I2 a,rms
F Ia,rms Ia,av
Tem Ia,av
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
• 在所需象限运行的能力 • 电流限流能力 • 较硬的机械特性 • 尽可能好的波形因数 • 快速的响应特性
用于电机驱动的DC/DC全桥换流器
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
用于电机驱动的DC/DC全桥换流器：交接时间
2020年10月12日
19
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
调速驱动装置
• 四象限、二象限、单象限运行 电流间断的影响
电机驱动装置设计的一般准则
• 速度与位置传感器的选择 • 伺服驱动控制及电流限制
• 电流反馈调节器 • 电流限制环节
2020年10月12日
3
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
电机驱动装置设计的一般准则
电流限制：控制环节框图（双环系统）
2020年10月12日
4
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
电机驱动装置设计的一般准则
电流限制：控制环节框图（单环系统）
2020年10月12日
5
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
现代电力电子技术原理与应用
• 固有的良好调速特性 • 可用于伺服驱动与调速驱动 • 结构负杂 • 维护困难 • 造价较高
2020年10月12日
6
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
• 对转速、力矩指令的响应速度要求较低
AC/DC相控换流器
DC/DC降压换流器 DC/DC半桥换流器 DC/DC全桥换流器
2020年10月12日
20
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
用于电机驱 动的DC/DC 换流器
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
Beq m
Teq
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
稳态方程
现代电力电子技术原理与应用
vt Raia ea
Tm Beqm Teq
2020年10月12日
10
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
现代电力电子技术原理与应用
Tem kt f ia ea ke f m
2020年10月12日
16
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
伺服驱动装置
• 四象限运行 • 硬机械特性 • 快速响应特性
交接时间的影响
2020年10月12日
DC/DC全桥换流器
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第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
2020年10月12日
11
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
电机的机械特性
vt Raia ea
Tm Beqm Teq Tem kt f ia ea ke f m
现代电力电子技术原理与应用
ea vt Raia
n n0 KTem
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
Tem k5a2g fsl
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
感应电机驱动
特性曲线
现代电力电子技术原理与应用
转速与转矩
转速与转子电流
2020年10月12日
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第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
感应电机驱动
变定子电压时的力矩特性（Vs：100％～50％）
2020年10月12日