小孙学变频学习笔记（十二）机械特性的调整 机械特性的改善

小孙学变频学习笔记（十二）

一、机械特性的调整

1.1 转差补偿功能

• 在为鼓风机配置了变频器之后发现，变频50Hz工作的风量比工频小，这是因为有死区的存在，导致电压回小一点点
• 在工运行时机械特性曲线如1所示，上变频器如2所示，n比nq小一点点，这时候就可以增加转差补偿，如3所示，设置50Hz运行时可以实现一样的甚至更高的转速
• 这样的补偿过后，就像机械特性变硬了

转差补偿一般不用设置

对于恒转矩负载的变频器一般是已经进行过校准的了，可以保证输出380V，但是对于风机水泵等负载的变频器，应用在50hz的情况不多，也不一定要输出额定电压所以一些公司就未作处理。

额定转差

• 有时候我们把电机设定到非常慢的转速时电机可能不转，这是由于转速基本等于电动机的额定转差，结果一减转速就变成0了
  

1.2 下垂功能（转差补偿相反）

• 有一台桥式起重机，两边有两台电动机，由同一台变频器控制，发现他们的负荷分配不均，这可能是由于两个电动机的自然机械特性差异。
  
• 曲线1和曲线2时两个电动机的机械特性曲线，转速相同时二者的电磁转矩差异较大，这时候就可以预置下垂功能解决问题
  
• 预置下垂功能就是让电动机的转差加大，如下图所示。那么在相同转速时就可以减小电磁转矩，减小两个电机的差距。

下垂功能的安全作用

• 有许多设备要求负载越重速度越低，比如自动扶梯，在这种情况就应该让电机的机械特性变软，如下图所示
  

二、机械特性的改善

• 变频调速的性能有没有可能和直流调速一样

2.1 矢量控制的基本思想

直流电动机的主要特点：

• 磁路特点：有两个互相垂直的磁场，一个是主磁场，其磁通是主磁极产生；另一个是电枢磁场，其磁通由电枢产生

• 电路特点：主磁极的励磁电路和电枢电路是相互独立的。调节电枢电压时，励磁电流是不变的；调节励磁电流时电枢电压是不变的

• 直流电机的主要调速方法是调节电枢电压，结果电流反馈和转速反馈两个闭环之后，其机械特性如上图所示，是十分理想的调速特性，但是只能能用于额定转速以下的调速；
  在额定电流以上，只能用调节励磁电流的方式来调速，由于电流反馈和转速反馈不能作用到励磁回路，所以其机械特性较软。
  

• 变频调速中的矢量控制方式就是仿照直流电动机的特点，当变频器得到给定信号后，首先由控制电路把给定信号分解为两个互相垂直的磁场信号：励磁分量${\varphi }_e$和转矩分量${\varphi }_t$，与之对应的控制电流信号分别为$i_e^{\ast }$和$i_t^{\ast }$。并且，在额定频率以下，当接到转速反馈信号需要调整时，励磁分量${\varphi }_e$保持不变，只调整转矩分量${\varphi }_t$，以模拟直流电动机在额定转速以下的调速特点。而在额定频率以上，当接到转速反馈信号需要调整时，转矩分量${\varphi }_t$保持不变，只调整励磁分量${\varphi }_e$，以模拟直流电动机在额定转速以上的调速特点，如图2—36（a）所示。

• 然后把这两个静止的磁场信号，经过一系列的等效变换，变换成等效的三相电流的控制信号$i_u^{\ast }$、$i_v^{\ast }$和$i_w^{\ast }$，使异步电动机在额定频率以下调速时，每相电流中的励磁电流$i_0$保持不变，只调整转矩电流$i_2^{{}^{\prime }}$，而在额定频率以上调速时，每相电流中的转矩电流$i_2^{{}^{\prime }}$保持不变，只调整励磁电流$i_0$，从而得到与直流电动机类似的机械特性，如图（b）所示。

• 由于异步电动机的励磁回路和转矩回路事实上并未分开，所以，矢量控制时，在额定转速以上的机械特性，要比直流电动机好。”

附学习参考网址

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