重要4交流伺服電機

1、1變頻調(diào)速對電1變頻調(diào)速對電機運行的影電機機械電機機械特性的變電機機械特電機機械特性的變利用最大轉(zhuǎn)矩起磁場分布的磁場分布的變電機的電流諧波和電壓諧波增諧波次波極對磁勢幅轉(zhuǎn)1 fKW 1.35電機的電流諧波和電壓諧波增諧波次波極對磁勢幅轉(zhuǎn)1 fKW 1.35W1KW1 0 1 f5KW 1.35W1KW5 50n1 / 5 fKW 1.35W1KW1 0 5 f5KW 1.35W1KW5 50電流和磁場矢量控電流和磁場矢量控2變頻調(diào)速電機設(shè)計主要概2變頻調(diào)速電機設(shè)計主要概變頻調(diào)速電機設(shè)變頻調(diào)速電機設(shè)計理電機設(shè)計是一個運行區(qū)域的最優(yōu)設(shè)計，而不是傳統(tǒng)的額定點設(shè)電機運行在追求高效率的同時，必須考慮高功

2、率因3.空間磁場分布應(yīng)與電流時間波形有一個適當(dāng)?shù)钠ヒ詼p小諧波分電機設(shè)計必須與控制方法和變頻電源特性相匹電機原來的一些性能可由控制替代，如起動性能1.電機設(shè)計1.電機設(shè)計是一個運行區(qū)域的最優(yōu)設(shè)計，而不是傳統(tǒng)的額定點設(shè)2.電機運行在2.電機運行在追求高效率的同時，必須考慮高功率因3.空間磁場分布應(yīng)3.空間磁場分布應(yīng)與電流時間波形有一個適當(dāng)?shù)钠ヒ詼p小諧波分。4.電機設(shè)計必4.電機設(shè)計必須與控制方法和變頻電源特性相匹5.電機原來的5.電機原來的一些性能可由控制替代，如起動性能變頻調(diào)變頻調(diào)速電機設(shè)計公圖2-圖2-3變頻調(diào)速3變頻調(diào)速電機中的諧波分變頻調(diào)速變頻調(diào)速電機的分析模1.變頻調(diào)速異1.變頻調(diào)速異步

3、電機的等效電2.變頻調(diào)速異步電機分析模型2.變頻調(diào)速異步電機分析模型的建(1)各電抗值都在基波電路的電抗值上乘以一個系數(shù)，(2)(3)諧波電流諧波電流對磁場的影響及磁場分諧波對損耗的影諧波對損耗的影響及計算1)高次諧波高次諧波對電機運行性能的影響分電路中5、7、11次電壓諧波含量對電機的影變頻電源輸出電壓更高次諧波對電機的影1.電路中1.電路中5、7、11次電壓諧波含量對電機的影1.電路中1.電路中5、7、11次電壓諧波含量對電機的影1.電路中1.電路中5、7、11次電壓諧波含量對電機的影1.電路中1.電路中5、7、11次電壓諧波含量對電機的影1.電路中1.電路中5、7、11次電壓諧波含量對電

4、機的影2.變頻電源輸2.變頻電源輸出電壓更高次諧波對電機的影2.變頻電源輸2.變頻電源輸出電壓更高次諧波對電機的影2.變頻電源輸2.變頻電源輸出電壓更高次諧波對電機的影4閉環(huán)控制中的電機4閉環(huán)控制中的電機運矢量控制中電機運行矢量控制中電機運行性能的分析模轉(zhuǎn)子磁鏈r的求轉(zhuǎn)子漏感初值Lrl0的設(shè)轉(zhuǎn)子的諧波漏感和斜槽漏感都與機磁場的飽和系數(shù)有關(guān)，在不同的轉(zhuǎn)差率控制方案中，由于磁的不同會造成飽和系數(shù)的變化，因此轉(zhuǎn)子的漏感是隨控制變化變化的氣隙磁鏈g的求取及磁場迭代轉(zhuǎn)子漏感的計算用求得的飽和系數(shù)代入，可計算轉(zhuǎn)子漏感值與前一次計算所得值比較，若差值在誤差范圍之內(nèi)，則轉(zhuǎn)到否則轉(zhuǎn)到(3)(5)電感參數(shù)Lm、L

5、s和Lr的求先計算感應(yīng)電動勢E，在傳統(tǒng)析模型中，E需要迭代計算求出(6)定、轉(zhuǎn)子電量的求矢量控制中電矢量控制中電機運行性能的分析模(7)性能計由上面得到的電路和磁場參數(shù)，對電機的銅損、損、機械損耗和雜散損耗等進(jìn)行計算，得到總損耗P矢量控制中電矢量控制中電機運行性能的分析模圖2-閉環(huán)控制閉環(huán)控制系統(tǒng)中電機穩(wěn)態(tài)運行點分電磁負(fù)荷的轉(zhuǎn)差率變化時的電磁負(fù)荷和1.電磁負(fù)荷的改統(tǒng)參數(shù)名常規(guī)電源系變頻調(diào)速閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速n/r轉(zhuǎn)矩T N 1.電磁負(fù)荷的改統(tǒng)參數(shù)名常規(guī)電源系變頻調(diào)速閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速n/r轉(zhuǎn)矩T N 相電壓U /V頻率轉(zhuǎn)差率氣隙磁密BB 定子電流Is 鐵耗PFe 效率功率因數(shù)2.轉(zhuǎn)差率變化2.轉(zhuǎn)差率變化時

6、的電磁負(fù)荷和2.轉(zhuǎn)差率變化2.轉(zhuǎn)差率變化時的電磁負(fù)荷和2.轉(zhuǎn)差率變化2.轉(zhuǎn)差率變化時的電磁負(fù)荷和閉環(huán)控制閉環(huán)控制下的電機性能分閉環(huán)控制閉環(huán)控制下的電機性能分閉環(huán)控制閉環(huán)控制下的電機性能分閉環(huán)控制閉環(huán)控制下的電機性能分最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹最優(yōu)轉(zhuǎn)差最優(yōu)轉(zhuǎn)差率控制與電機運行點的匹小由于電源頻率不小由于電源頻率不同，則電機機械特性可以隨之平移3)由于逆變器供電下的異步電機大多不是長期工作在定況下，

7、而是處于不斷變化之中，因此其溫升極限得以提高，從可以增加電流設(shè)計密度，進(jìn)一步減小電機尺寸和重量永磁同步永磁同步電機的結(jié)構(gòu)示意永磁同步永磁同步電機的繞組形a)整數(shù)槽繞組 b)分?jǐn)?shù)槽繞無槽結(jié)構(gòu)無槽結(jié)構(gòu)永磁同步永磁同步電機常永磁同步電機常用的轉(zhuǎn)子結(jié)非磁性體或空HalbachHalbach圖3-6所圖3-6所示結(jié)構(gòu)電機的交、直軸電樞反應(yīng)磁通路a)直軸電樞反應(yīng)磁通路徑 b)交軸電樞反應(yīng)磁通路Z/m=整Z0/m=整Z/m=整Z0/m=整電樞沖片槽數(shù)較少, 工藝相對簡單常采用集中繞組, 槽利用率高、槽滿率高, 簡化了嵌線工藝當(dāng)?shù)谝还?jié)距y = 1 時, 繞線不僅提高勞動生產(chǎn)率, 又降低了成一般采用分?jǐn)?shù)槽繞組時, 電機線圈端部較短, 不僅節(jié)約了銅線而且同在不斜槽的情況下, 減少了齒槽效應(yīng), 改善電機的電勢波形,