一文看懂电动机控制与变频调速原理.doc
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1、一文看懂电动机控制与变频调速原理什么是变频调速变频调速简单的说就是改变频率和电压进行调速。将交流电通过整流变成直流,将直流通过晶闸管的频繁关断,使之形成的矩形波近似成交流正弦波。晶闸管的频繁关断的频率决定了输出交流电的频率。通过改变频率进而控制速度变化,这就是交直交变频。变频调速的优缺点优点1、无级调速2、启动电流小、起动转矩大3、调速精度高4、容易实现自动化控制5、效率高6、节能型调速缺点1、成本高2、产生谐波污染电网3、输出的PWM波,会造成电机、电缆的额外发热、4、共模电压的产生有可能会降低电机轴的寿命。变频调速的原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。常用三相交流
2、异步电动机的结构为图1所示。定子由铁心及绕组构成,转子绕组做成笼型(见图2),俗称鼠笼型电动机。当在定子绕组上接入三相交流电时,在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场,它与转子绕组产生相对运动,使转子绕组产生感应电势,出现感应电流,此电流与旋转磁场相互作用,产生电磁转矩,使电动机转动起来。电机磁场的转速称为同步转速,用n1表示n1=60f/p(r/min)(1)式中:f三相交流电源频率,一般为50Hz。p磁极对数。当p=1时,n1=3000r/min;p=2时,n1=1500r/min。可见磁极对数p越多,转速n1越慢。转子的实际转速n比磁场的同步转速n1要慢一点,所以称为异步电机,这个差
3、别用转差率s表示:s=n1n)/n1100(2)当加上电源转子尚未转动瞬间,n=0,这时s=1;起动后的极端情况n=n1,则s=0,即s在01之间变化。一般异步电机在额定负载下的s=(16)。综合式(1)和式(2)可以得出n=60f(1s)/p(3)图1三相异步电动机结构示意图 图2笼型电动机的转 子绕组1铜环;2铜条1机座;2定子铁心;3定子绕组;4转子铁心;5转子绕组由式(3)可以看出,对于成品电机,其磁极对数p已经确定,转差率s变化不大,则电机的转速n与电源频率f成正比,因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速,进而达到异步电机调速的目的。但是,为了保持在调速时电机的最大转矩不变,
4、必须维持电机的磁通量恒定,因此定子的供电电压也要作相应调节。变频器就是在调整频率(VariableFrequency)的同时还要调整电压(VariableVoltage),故简称VVVF(装置)。通过电工理论分析可知,转矩与磁通量(最大值)成正比,在转子参数值一定时,转矩与电源电压的平方成正比。变频调速技术的应用纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。多年来,国家经贸委一直会同国家有关部门致力于变频调速技术的开发及推广应用,在
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