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。
在 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: