通用变频器的转差频率控制原理

    转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环。速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定输出频率。由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈闭环控制，速度的静态误差小，适用于自动控制系统，稳态控制。    由于在转差频率控制中需要速度检出器，因此通常用于单机运转，即一台变频器控制一台电动机。    如在U/f控制中所述，如果保持电动机的气隙磁通一定，则电动机的转矩及电流由转差角频率决定，因此，如果增加控制电动机转差角频率的功能，那么异步电动机产生的转矩就可以控制。    转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电气角频率）的差频率，在电动机转子上安装测速发电机(TG)等速度检出器可以检测电动机的速度．检测出的转子速度加上转差频率（与产生所要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。    转差频率与转矩的关系如图2-11所示，在电动机允许的过载转矩(额定转矩的150%～200%)以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外，电流随转差频率的增加而增加。所以，如果我们给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。
    图2-11    转差频率与转矩的关系   为了控制转差频率，虽然需要检出电动机的速度，但系统的加减速特性和稳定性比开环控制获得了提高，过电流的限制效果也变好。    当转差率S很小时，异步电动机稳态电磁转矩可用近似公式(2-6)计算。    Te≈3P（U1/ω1）²Sω1/r2    (2-6)式中 P-电动机极对数；    ω1 -定子电压角频率。    由式(2-6)可以看出，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。式中Sω1为转子绕组感应电动势的频率，称为滑差频率。显然，在定子频率ω1不同时，相同的转差率所对应滑差频率不同，同样，在定子频率ω1不同时，相同的转差频率所对应的差不同。    当U/f恒定时，式(2-6)中(U1/ω1)为常数，电磁转矩正比于转差频率Sω1。因此不同频率的电磁转矩曲线为一组平行直线，产生最大转矩的转差频率相同。控制电动机的转差频率可以达到控制电动机转矩的目的。