一、变频器调速电机体系
1、根本概念和原理
把电压和频率固定不变的沟通电变换为电压或频率可变的沟通电的设备,以完成电机的变速运转,称作“变频器”。该设备首要要把三相或单相沟通电变换为直流电,然后再把直流电变换为三相或单相沟通电。
沟通异步感应电动机的转速公式是:n = f/p*(1-s)*60rpm, (其间 n: 同步速度,f: 电源频率 ,p: 电机极数,S是转差率),因而,如想改动此类电机转速n,就需求经过改动其频率或极对数或转差率来进行。而变频器便是经过改动电源频率来改动此类电机转速的。
所谓“频率”其实是电机供电电源的电信号,其值能够在电机的外面经过调理后再供应电机,这样电机的旋转速度就能够被自在的操控了。
变频器,经过其运算电路,将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决议其逆变器的输出电压、频率。这样经过调整的频率,进入电机,然后完成了电机转速的改变。改动了电机的运转曲线,使电机运转曲线平行下移。
2、根本功能特色
1)变频器具有调压、调频、调速等根本功能,使电机的速度能够无极调理,因而用对了场合,能够完成必定的节电。
2)能够使电机以较小的发动电流,取得较大的发动转矩,即变频器能够必定程度的发动重载负荷,具有必定的软发动功能。
3)功率因数较高
3、运用成果和问题
变频器的鼓起,满意了人们对沟通电机进行可控无极调速的要求,因而十几年以来取得了很大的开展。但是,变频器在我国的运用,是彻底的“硬衔接”,即电机是电机,变频器是变频器,买来了就用,彻底不考虑电机和变频器的内涵匹配性以及和工况的匹配性。而变频器在西方国家得到了极大的运用,其功能发挥得酣畅淋漓。其明显特色是,特定场合运用特定变频器,特定电机运用特定变频器,是完美的“软衔接”。由于,变频器的品种和类型许多,技能方法差异也很大,因而依据不同的负载特性要求和工况要求,科学分析、测验,然后挑选适宜类型的电机和变频器是最为重要的。这一点,咱们做的很差,相当程度地影响了变频器优势的发挥。这是实践问题之一。其次,存在的实践问题还有:
1)低速区功率依然很差
2)多个大功率逆变器的高次谐波叠加,简略对电网构成冲击和污染。
3)大功率电机依然难于负载发动,并不能真实处理软发动问题。
从实践的节能效果来看,我国十几年运用变频器,节电总量少之又少!因而,仅从实践的节电成果而言,简直能够说变频器是个“圈套”。(由于变频器只要在用对了类型、用对了场合、用对了工况之后,并且电机和变频器完美融和后,才干的节电完成必定。)
二、开关磁阻电机驱动体系的根本原理
1、根本概念和原理
开关磁阻电机从结构和原理上是彻底不同于沟通感应电机的全新的高效电动机,是操控电机的一种。
开关磁阻电机驱动体系,由电机本体和操控器两大部分有机构成(两部分不是独立的硬衔接,而是有机的全体,操控器和电机无法别离)。其电机部分由所以运用了“磁通总是沿磁阻最小途径闭合”的原理,故称为磁阻电动机,又由于线圈电流转断、磁通状况直承受高频电子开关操控(IGBT),故称为开关磁阻电动机。
电机部分的物理结构是:
电动机的定、转子均选用双凸极结构,并用硅钢片叠制而成。在每个定子磁极上都装有简略的会集绕组,并把径向相对的两个定子磁极上的绕组以串联或并联的方法构成一相。在转子上无任何绕组,也无永磁体。
它不依托定、转子绕组电流所发生磁场的相互效果而发生转矩,而是依托“磁通总是沿磁阻最小途径闭合”的原理发生转矩。所谓“磁阻最小原理”,即:“磁通总是沿着磁导最大,磁阻最小的途径闭合,然后发生磁拉力,从而构成磁阻性质的电磁转矩。而磁力线具有力求缩短磁通途径以减小磁阻和增大磁导的赋性”。
以12/8极三相开关磁阻电机为例,上图1表明该电机的横切面和一相电路的原理示意图,Sl、S2是电子开关,Dl、D2是二极管,Us是直流电源。它的定子和转子为双凸极结构,极数互不持平,定子绕组可依据需求选用串联、并联或串并联结合的方法在相应的极上得到径向磁场,转子由硅钢片叠片构成,无绕组,转子带有方位检测器以供给转子方位信号,使定子绕组按必定的次序通断,坚持电机的接连运转。电机磁阻跟着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而改变,由于电感与磁阻成反比,当转子磁极在定子磁极中心线方位时,相绕组电感最大,当转子极间中心线对准定子磁极中心线时,相绕组电感最小。
当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线Oa不重合时,如图2,开关S1、S2闭合,A相绕组通电,电动机内树立起以OA为轴线的径向磁场,磁通经过定子轭、定子极、气隙、转子极、转子轭等处闭合。经过气隙的磁力线是曲折的,此刻磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导,因而,转子将遭到气 隙中曲折磁力线的切向磁拉力发生的转矩的效果,使转子逆时针方向滚动,转子磁极的轴线Oa向定子A相磁极轴线OA趋近。
图2
当OA和Oa轴线重合时,如图3,转子已达到平衡方位,即当A相定、转子极对极时,切向磁拉力消失,转子不再滚动。此刻断开A相开关S1、S2,闭合B相开关,树立以B相定子磁极为轴线的磁场,电动机内磁场沿顺时针方向转过30°,转子在磁场磁拉力的效果下持续沿着逆时针方向转过15°,转子磁极的轴线Ob向定子B相磁极轴线OB趋近,如图3,依此类推,定子绕组A-B-C三相轮番转电一次,转子逆时针滚动了一个转子极距δr,关于三相12/8极开关磁阻电机,δr=360°/8=45°。