交流變頻調(diào)速電機(jī)原理-免費(fèi)閱讀
【正文】 PWM脈寬調(diào)制是利用相當(dāng)于基波分量的信號(hào)波（調(diào)制波）對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制，以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度的目的。因此，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載大小不同，所需的補(bǔ)償電壓（從而全補(bǔ)償V/F曲線）也不一樣。這種方法稱為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，因?yàn)樗峭ㄟ^提高U 1 / f 1而得到的，故又稱V/F控制或電壓補(bǔ)償。這正是矢量控制系統(tǒng)所遵循的原則。互鎖時(shí)間造成的壓降還會(huì)引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，在一定條件下將會(huì)引起轉(zhuǎn)速、電流的振蕩，嚴(yán)重時(shí)變頻器不能運(yùn)行。電機(jī)磁通的減小，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的減小。恒定U 1 / f 1控制的出發(fā)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，它的控制效果只有在穩(wěn)態(tài)時(shí)才符合要求。由于恒定U 1 / f 1控制能在一定調(diào)速范圍內(nèi)近似維持磁通恒定，因此恒定U 1 / f 1控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制。而要使方波電壓的有效值隨輸出頻率的變化而改變，只能靠改變方波的幅值，即只能靠前面的環(huán)節(jié)改變中間直流電壓的大小。PAM調(diào)制方式又有兩種：一種是調(diào)壓采用可控整流，即把交流電整流為直流電的同時(shí)進(jìn)行相控整流調(diào)壓，調(diào)頻采用三相六拍逆變器，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，但由于輸入環(huán)節(jié)采用晶閘管可控整流器，當(dāng)電壓調(diào)得較低時(shí)，電網(wǎng)端功率因素較低，而輸出環(huán)節(jié)采用晶閘管組成的三相六拍逆變器，每周換相六次，輸出的諧波較大。電流型變頻器與電壓型變頻器在主電路結(jié)構(gòu)上基本相似，所不同的是電流型變頻器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，見下圖，直流電流波形比較平直，使施加于負(fù)載上的電流值穩(wěn)定不變，基本不受負(fù)載的影響，其特性類似于電流源，所以稱之為電流型變頻器。交－交變頻器由其控制方式?jīng)Q定了它的最高輸出頻率只能達(dá)到電源頻率的1/3～1/2，不能高速運(yùn)行，這是它的主要缺點(diǎn)。交－直－交變頻器主電路結(jié)構(gòu)如下圖。如果磁通太弱，即電機(jī)出現(xiàn)欠勵(lì)磁，將會(huì)影響電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，由TM＝KT F M I 2 COS j 2 (式中 TM ：電磁轉(zhuǎn)矩，F(xiàn) M ：主磁通，I 2 ：轉(zhuǎn)子電流，COS j 2 ：轉(zhuǎn)子回路功率因素，KT ：比例系數(shù))，可知，電機(jī)磁通的減小，勢必造成電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的減小。 串極調(diào)速具有機(jī)械特性比較硬、調(diào)速平滑、損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，便于向大容量發(fā)展，但它也存在著功率因素較低的缺點(diǎn)。離合器的電樞與異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連并以恒速旋轉(zhuǎn)，磁極與工作機(jī)械相連。根據(jù)風(fēng)機(jī)速度的反饋信號(hào)，控制晶閘管SCR導(dǎo)通的相角，從而控制風(fēng)機(jī)定子的輸入電壓，以控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。所以，要改變p，必須將定子繞組制為可以換接成兩種磁極對(duì)數(shù)的特殊形式。交流變頻調(diào)速基本原理一． 異步電動(dòng)機(jī)概述1． 異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)原理 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由定子主磁通和轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生的。通常一套繞組只能換接成兩種磁極對(duì)數(shù)。前面講在空間位置上互差2π/3 rad電度角的三相繞組通以在時(shí)間上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）三相交變電流可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，同樣，在空間位置上互差π/2 rad電度角的兩相繞組通以在時(shí)間上互差π/2 rad相位角（或1/2周期）兩相交變電流也可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理是：如果磁極內(nèi)勵(lì)磁電流為零，電樞與磁極間沒有任何電磁聯(lián)系，磁極與工作機(jī)械靜止不動(dòng)，相當(dāng)于負(fù)載被“脫離”；如果磁極內(nèi)通入直流勵(lì)磁電流，磁極即產(chǎn)生磁場，電樞由于被異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因而電樞與磁極間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在電樞繞組中產(chǎn)生電流，并產(chǎn)生力矩，磁極將沿著電樞的運(yùn)轉(zhuǎn)方向而旋轉(zhuǎn)，此時(shí)負(fù)載相當(dāng)于被“合上”，調(diào)節(jié)磁極內(nèi)通入的直流勵(lì)磁電流，就可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。3． 改變頻率f （變頻調(diào)速）當(dāng)極對(duì)數(shù)p不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電源頻率成正比，因此，連續(xù)的改變供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)的磁通常處于接近飽和值，如果進(jìn)一步增大磁通，將使電機(jī)鐵心出現(xiàn)飽和，從而導(dǎo)致電機(jī)中流過很大的勵(lì)磁電流，增加電機(jī)的銅損耗和鐵損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。 交－交變頻器把一種頻率的交流電直接變換為另一種頻率的交流電，中間不經(jīng)過直流環(huán)節(jié)，又稱為周波變換器。但由于沒有中間環(huán)節(jié)，不需換流，提高了變頻效率，并能實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，因而多用于低速大功率系統(tǒng)中，如回轉(zhuǎn)窯、軋鋼機(jī)等。 電流型變頻器逆變輸出的交流電流為矩形波或階梯波，當(dāng)負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，電壓波形接近于正弦波。其基本結(jié)構(gòu)見圖a；另一種是采用不控整流、斬波調(diào)壓，即整流環(huán)節(jié)采用二極管不控整流，只整流不調(diào)壓，再單獨(dú)設(shè)置PWM斬波器，用脈寬調(diào)壓，調(diào)頻仍采用三相六拍逆變器，這種方式雖然多了一個(gè)環(huán)節(jié)，但調(diào)壓時(shí)輸入功率因素
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