交流变频调速的原理及其应用

更新时间:2021-02-20 23:31 作者:银河总站

  交流异步电动机的调速方式有多种,诸如调压调速、变级调速、串级调速、滑差调速等,而变频调速优于上述任何一种调速方式,是当今国际上广泛采用的效益高、性能好、应用广的新技术。它采用微机控制、电力电子技术及电机传动技术取得工业交流

  交流变频调速技术已经成熟。高压大功率变频器(几千V,数千kW)已在大容量风机、高压水泵等电机上应用。低压小功率(几百V,几个kW)变频器在鼓风机、压缩机、离心机、搅拌机、水泵、机床,甚至在空调、洗衣机等方面被广泛采用。在纺织工业方面,用于织布机、毛纺机等,本文以地毯背涂机为例叙述在地毯制造业上的应用。

  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

  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,这个差别用转差率s表示:

  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0~1之间变化。一般异步电机在额定负载下的s=(1~6)%。

  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

  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,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。


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