稳态模型下的异步电机调速【运动控制系统】

异步电动机:

n1是同步转速(电机和磁芯同步时候的转速)  n:电机的实际转速

异步电动机恒压频比的概念,为什么基频以下可以采取恒压频率,基频以上不可以采用恒压频比:

异步电动机的恒压频比(V/f)控制,是变频器控制异步电动机最常用的一种方法。下面我们来详细解释其概念,并说明为什么基频以下可以采取恒压频比控制,而基频以上不可以


一、恒压频比的概念

恒压频比(V/f)控制是指:

随着频率 f 的升高,电压 V 也按相同比例升高,保持 V/f 比值恒定

保持磁通恒定对于电机稳定运行、输出恒定转矩非常重要。


二、基频以下:可以恒压频比

基频是指电动机的额定频率,例如 50Hz。

基频以下运行时

  • 如果只降低频率 f 而不降低电压 V,那么 磁通增加,电机会过磁饱和,导致过热甚至损坏;

  • 因此要同时降低电压 V,保持 V/f 恒定,从而保证电机磁通恒定,能输出额定转矩。

所以:
基频以下用恒压频比控制,可以保证电机输出恒定转矩。


三、基频以上:不能再恒压频比

基频以上运行时的情况就不同了:

  • 电网或逆变器提供的最大电压已经达到电机额定电压,不能再升高了;

  • 此时如果频率继续升高,而电压保持不变,V/f 会下降;

  • 磁通 ϕ\phi 变小,电机进入弱磁区

  • 输出转矩会下降,但速度可以继续提升。

这是所谓的恒功率区运行
虽然转矩下降,但因为速度升高,功率(转矩 × 角速度)大致保持恒定。

所以:
基频以上不能保持恒压频比,只能保持电压恒定、频率升高(V/f 下降)。


总结

区域控制方式结果
基频以下恒压频比(V/f)保持恒定磁通和转矩
基频以上恒压,升频率转矩下降,恒功率运行

LED触摸调光电路:

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