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异步变频电机技术概况

发布时间:2020-01-02 11:36:35点击量:182

      近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。变频调速是交流调速的基础和主干内容。上个世纪变压器的出现使改变电压变得很容易,从而造就了一个庞大的电力行业。长期以来,交流电的频率一直是固定的,变频调速技术的出现使频率为可以充分利用的资源川。

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  交流电机高效调速方法的典型是变频调速,它既适用于异步电机,也适用于同步电机。采用变频调速不但能实现无级调速,而且根据负载的特性不同,通过适当调节电压和频率之间的关系,可使电机始终运行在高效区,并保证良好的动态特性。交流变频调速系统在调速时和直流电机变压调速系统相似,机械特性基本上平行上下移动,而转差功率不变。同时交流电机采用变频起动更能显著改善交流电机的起动性能,大幅度降低电机的起动电流,增加起动转矩。


  变频调速系统目前广泛应用的是转速开环恒压频比控制的调速系统,也称为恒WF控制。这种调速方法采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案,其控制系统结构简单、成本低,适用于风机、水泵等对调速系统动态性能要求不高的场合。


  转速开环变频调速系统可以满足一般的平滑调速要求,但是静、动态性能都有限,要提高静、动态性能,首先要用带转速反馈的闭环控制。对此人们又提出了转速闭环转差频率控制的变频调速系统。转差频率控制是从异步电机稳态等效电路和转矩公式出发的,因此保持磁通恒定也只在稳态情况下成立。一般说来,它只适用于转速变化缓慢的场合,而在要求电机转速作出快速响应的动态过程中,电机除了稳态电流以外,还会出现相当大的瞬态电流,由于它的影响,电机的动态转矩和稳态运行时的静态转矩有很大的不同。因此如何在动态过程中控制电机的转矩,是影响系统动态性能关键。70年代西门子工程师Btaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题,从而获得与直流调速系统同样的动、静态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在变频器产品上。在80年代中期,Depenbrock教授提出直接转矩控制,免去了矢量变换的复杂计算,控制结构简单。


  随着新型功率器的产生,微处理器的高速化以及现代控制理论的发展,变频电机控制技术的发展方兴未艾,各种新型的控制策略正在不断涌现,这必将进一步的推动变频调速技术的不断发展。