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2 基于恒压频比的水泵节能控制系统设计原理
异步电动机的定子每一相电动势的有效值是:
公式中 是线圈的节距因数。
如果忽略定子电阻的下降,那么就可以得到 :
然而,在变频调速时,一般要求 保持恒定。由(1)式可知,若定子电压 不变,随着 升的高, 将减小。但是转矩公式为:
公式中 是转矩常数。
通过公式可以知道,如果 相同时,主磁通 一旦减小,那么电机的输出转矩 也会下降,甚至可能导致电机堵转,电机的功率不能得到充分的利用,造成不必要的浪费。所以,想要主磁通 保持恒定,应该保证 为定值,也就是要求电压和频率相应的成比例调整,那么可分两种情况来讨论:1、基频以下调速;2、基频以上调速 。
2.1 基频以下调速
恒压频比,即电压和频率比为恒定值,当电压足够大时,定子电阻压降可忽略不计,则:
如果频率 相比较高,那么可以忽略电阻 ,则最大转矩的公式为:
又因为 ( 为过载系数),因此,在变频调速时,为了保证电机的过载能力不变,所以在变频前后,需要满足:
在采用恒压频比的调速控制系统中,对于恒转矩变频调速来说: ,如果保证 为定值,不仅满足了主磁通基本恒定的要求,而且保证了电机过载的能力基本保持不变, 其电磁转矩可以表示为:
公式(2-3)表明,对于相同的恒定负载的要求,即以一定的转速n在一定的负载转矩 T下运行的时候,电压以及频率可有多种不同的组合方式,其中频率和输入电压的比为恒定值,这是最容易实现的。所以在基频以下,变频调速的机械特性曲线可以看成是相互平行的,一般情况下,可以满足调速要求,而且硬度也较好。
当在基频以下采用恒压频比的控制方式的时候,为了励磁电流不至于过大,充分发挥电机产生转矩的能力,也为了保持气隙磁通的恒定,电机的同步转速应随着频率的改变而改变。
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