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          異步變頻電機技術概況

          作者:南陽防爆微特電機

          發布時間:2017-08-30

          近年來交流調速中較為活躍、發展較快的就是變頻調速技術。變頻調速是交流調速的基礎和主干內容。上個世紀變壓器的出現使改變電壓變得很容易,從而造就了一個龐大的電力行業。長期以來,交流電的頻率一直是固定的,變頻調速技術的出現使頻率為可以充分利用的資源川。

          交流電動機高效調速方法的典型是變頻調速,它既適用于異步電動機,也適用于同步電動機。采用變頻調速不但能實現無級調速,而且根據負載的特性不同,通過適當調節電壓和頻率之間的關系,可使電動機始終運行在高效區,并保證良好的動態恃性。交流變頻調速系統在調速時和直流電動機變壓調速系統相似,機械特性基本上平行上下移動,而轉差功率不變。同時交流電動機采用變頻起動更能顯著改善交流電動機的起動性能,大幅度降低電動機的起動電流,增加起動轉矩。

          變頻調速系統目前廣泛應用的是轉速開環恒壓頻比控制的調速系統,也稱為恒WF控制。這種調速方法采用轉速開環恒壓頻比帶低頻電壓補償的控制方案,其控制系統結構簡單、成本低,適用于風機、水泵等對調速系統動態性能要求不高的場合。

          轉速開環變頻調速系統可以滿足一般的平滑調速要求,但是靜、動態性能都有限,要提高靜、動態性能,首先要用帶轉速反饋的閉環控制。對此人們又提出了轉速閉環轉差頻率控制的變頻調速系統。轉差頻率控制是從異步電動機穩態等效電路和轉矩公式出發的,因此保持磁通恒定也只在穩態情況下成立。一般說來,它只適用于轉速變化緩慢的場合,而在要求電動機轉速作出快速響應的動態過程中,電動機除了穩態電流以外,還會出現相當大的瞬態電流,由于它的影響,電動機的動態轉矩和穩態運行時的靜態轉矩有很大的不同。因此如何在動態過程中控制電動機的轉矩,是影響系統動態性能關鍵。70年代西門子工程師Btaschke首先提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題,從而獲得與直流調速系統同樣的動、靜態性能。矢量控制算法已被廣泛地應用在變頻器產品上。在80年代中期,Depenbrock教授提出直接轉矩控制,免去了矢量變換的復雜計算,控制結構簡單。

          隨著新型功率器的產生,微處理器的高速化以及現代控制理論的發展,變頻電機控制技術的發展方興未艾,各種新型的控制策略正在不斷涌現,這必將進一步的推動變頻調速技術的不斷發展。


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