发布时间:2018-04-16 14:52:26 文章来源:互联网
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四种调速方法几乎含括了所有减速电机,简单直白看过来!!(2)

(2) 转差频率控制。转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在U/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式,在控制系统中需要安装速度传感器,有时还加有电流反馈,以对频率和电流进行控制,因此是一种闭环控制方式。该方式可以使变频器具有良好的稳定性,并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。

(3)矢量控制。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机在d、q、O坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序、时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的,例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前,在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于专差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。

基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致,但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制。使之满足一定的条件,以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此,基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大的改善。但是,这种控制方式属于闭环方式,需要在电动机上安装速度传感器,因此应用范围受到限制。

无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理,分别对励磁电流和转矩电流进行控制,然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速,以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽,起动转矩大,工作可靠,操作方便,但计算比较复杂,一般需要专门的处理器来进行计算。因此,该方式实时性不是太理想,控制精度受到计算精度的影响。

(4)直接转矩控制。直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念,在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩,通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的,因此省去了矢量控制等复杂的变换计算,系统直观、简洁,计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下,也能输出100%的额定转矩,对于一台变频器向多台电动机供电的多拖动具有负荷平衡功能。

变频调速用于风机和泵类机械的节能效果明显。

以上各类控制适用于变频调速专用电机。变频电机由传统的鼠笼式电动机发展而来,把传统的电机风机改为独立出来的风机,并且提高了电机绕组的绝缘性能。

四、转子回路串电阻调速

在转子回路串一变阻器调速只适用于绕线式异步电动机。调速时的接线图和起动时的一样,所不同的是:一般起动变阻器都是短时工作的,而调速用的变阻器应为长期工作的。

调速时的物理过程和直流电动机在电枢回路中串电阻调速一样。在变阻器的电阻增加最初瞬间,电动机的的转速还来不及改变,因此转子电流减小,相应地电磁转矩也减小,电动机的转速开始下降,而转子的电势开始增加,随之转子电流又回头增加。这个过程一直进行到转子电流增加到与其对应的电磁转矩和总负载转矩互相平衡为止,这时电动机在一个较低转速下稳定运行。

当转子回路串入调速电阻时,若电动机总负载转矩保持不变,电动机从一个运行点到另一个运行点,相应地转差率从S1增加到S2,转速则从n1(1-S1)降到n1(1-S2)。增加调速电阻,转速便越下降。

从转子回路串电阻调速曲线图(略)可见在一定的调速电阻变化范围内,调速范围的大小随负载的轻重而变化;在空载下调速,则调速范围甚小,实际上达不到调速的目的。

此外,在恒转矩调速时,从电磁转矩参数表达式(略)可知,恒转矩调速时转差率s将随转子回路总电阻成正比例变化,总电阻增加一倍,则转差率也增加一倍,于是根据等效电路可见:恒转矩调速时,定、转子电流、输入功率、气隙磁场和电磁功率皆不变,而与转子回路串入电阻的大小无关。于是,如果把转速调得愈低,即转差率愈大,就需要在转子回路串入愈大的电阻,随之转子铜耗就愈大,电动机效率就愈低。可见这种调速方法很不经济,降低转速所减少的输出功率全部消耗于调速电阻的铜耗上。另一缺点是转子加电阻后电动机的机械特性变软,即负载变化时转速将发生显著变化。

由此可见在转子回路串电阻调速存在很多缺点,但由于比较简单,又可平滑调速,在中小容量的绕线式电动机还是用得不少,例如交流电源的桥式起重机几乎都用到这种方法调速。

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