交流變頻電機(jī)作工原理是利用變頻器可以改變電源將其轉(zhuǎn)換為可以控制頻率的輸出電源,從而控制電機(jī)的運(yùn)作速度。電機(jī)的調(diào)速方式有很多,采用變頻電機(jī)調(diào)速的方式是常用的調(diào)速方式之一。

交流變頻電機(jī)工作原理

1.交流變頻電機(jī)中的變頻器主要采用交-直-交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。

2.變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。

3.變頻器,逆變器和斬波器的變頻調(diào)速器將通過變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電,并形成開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)。 變頻器是將固定電壓和固定頻率的交流電轉(zhuǎn)換為可調(diào)電壓和可調(diào)頻率的交流電的轉(zhuǎn)換器,并且是用于異步電動(dòng)機(jī)變頻和調(diào)速的控制裝置。 逆變器是將固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為固定的或可調(diào)的交流電壓的設(shè)備。將固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為可調(diào)的直流電壓的設(shè)備稱為斬波器。

4.可變電壓變頻調(diào)速(VVVF)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的速度時(shí),通常要考慮的一個(gè)重要因素是希望將電動(dòng)機(jī)中每極的磁通量保持在額定值 并保持不變。

5.在設(shè)計(jì)變頻電動(dòng)機(jī)時(shí),電動(dòng)機(jī)的磁通通常接近飽和值,如果進(jìn)一步增加磁通量,電動(dòng)機(jī)的磁芯將飽和,從而導(dǎo)致大的勵(lì)磁電流流過電動(dòng)機(jī),從而增加了銅含量 電機(jī)的鐵損和鐵損,繞組過熱會(huì)損壞電機(jī)性能。

交流電機(jī)的其他調(diào)速方法

交流變頻電機(jī)是三相異步電機(jī),三相異步電機(jī)調(diào)速由轉(zhuǎn)速n=60 f(1-s) / p,三相異步電機(jī)除了采用變頻調(diào)速以外還可以其他的調(diào)速方式主要有：

1、更改磁極對(duì)數(shù)p(可變極速調(diào)節(jié))定子磁場的極對(duì)數(shù)取決于定子繞組的結(jié)構(gòu)。 因此,為了改變p,必須將定子繞組制成特殊形式,可以用兩種極對(duì)代替。 通常,這組繞組只能用兩對(duì)極代替。

變極調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,操作簡便,機(jī)械性能硬,效率高,適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速。 它的缺點(diǎn)是它具有極速調(diào)節(jié)和極數(shù)限制,因此僅適用于不需要平穩(wěn)速度調(diào)節(jié)的場合

2、改變滑差率s(可變滑差率速度調(diào)節(jié))改變滑差率的速度調(diào)節(jié)方法有：定子電壓調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)子可變電阻速度調(diào)節(jié),電磁滑動(dòng)離合器速度調(diào)節(jié),串聯(lián)極速度調(diào)節(jié)等。

(1)定子電壓調(diào)節(jié)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩正時(shí),隨著電動(dòng)機(jī)定子電壓的降低,主磁通量減小,轉(zhuǎn)子感應(yīng)的電動(dòng)勢減小,轉(zhuǎn)子電流減小,轉(zhuǎn)子受到的電磁力減小,滑移率As s 增加,轉(zhuǎn)速降低,從而達(dá)到調(diào)速的目的。類似地,定子電壓增加并且轉(zhuǎn)速增加。電壓和速度調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是平穩(wěn)的速度調(diào)節(jié)。使用閉環(huán)系統(tǒng)時(shí),機(jī)械特性較硬,調(diào)速范圍較寬。缺點(diǎn)是低速時(shí)滑差功率損耗大,功率因數(shù)低,電流大且效率低。壓力和速度調(diào)節(jié)既不是恒定轉(zhuǎn)矩速度調(diào)節(jié)也不是恒定功率速度調(diào)節(jié),這更適合于風(fēng)扇泵特性的負(fù)載。

(2)轉(zhuǎn)子可變電阻速度調(diào)節(jié)當(dāng)定子電壓恒定時(shí),電動(dòng)機(jī)的主磁通量不變。如果減小定子電阻,則轉(zhuǎn)子電流增大,轉(zhuǎn)子接收的電磁力增大,滑移率減小。轉(zhuǎn)速降低;同樣,定子電阻增加,轉(zhuǎn)速增加。轉(zhuǎn)子變阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和電路簡單,投資不高,但機(jī)械特性軟,調(diào)速范圍有限,低速滑差功率損耗大,效率低,經(jīng)濟(jì)效益差。目前,轉(zhuǎn)子變阻調(diào)速僅在調(diào)速要求不高的場合使用。

交流變頻電機(jī)是目前最常采用的變頻電機(jī),主要用作變頻調(diào)速的電源就是交流電源。變頻電機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)多個(gè)領(lǐng)域,隨著變頻技術(shù)的發(fā)展,交流變頻電機(jī)已經(jīng)成為主流的調(diào)速方案。

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