交流调速系统的概述
1.1 交流调速的基本原理
通过改变三相异步电机的定子绕组提供电量的频率,就可以实现对整个电路加以调速的目的。图1为日常生活中最常使用到的三相交流异步电动机内部图。它由定子绕子两部分组成,由于转子绕组是笼罩的形状,所以也可以称它是鼠笼型电动机。当把定子绕组通电后,也就是把它接入交流电后,那么这个绕组周围就会生成一个旋转磁场,那么此磁场由于它存在于转子和定子中间的空气隙内,由于转子绕组也在运动,所以它们俩就形成了相互运动,在这个时候也会产生相对的运动,而在此时由于转子绕组会生成感应电势的关系,就出现了感应电流,旋转磁场会和这个电流做相对运动,生成了电磁转矩促使电机运动了起来。同步转速如下公式
(1)
式中:f表示大小70Hz上下的电源交流频率,大小在上下。
磁极对数p=6时, =6500r/min;再另p=4时, =1225r/min。由此可得磁极对数p与转速n不成正比关系,它们是反比关系。
磁场在这个系统中的同步转速n1,会比电机中转子的实际的转速n略快些,因为这个关系称它为异步电机:
(2)
通常按照规定的负载下三相异步电机s=(1~6)%。综合上面两个式子可求得
(3)
由上面式子(3)可以分析到生产好了的异步电机p是确定的,电源频率f和电机转速n之间的关系是正比的,由此可以看出,只要通过输入电源的频率的变化,就可以改变三相异步电动机的转速,就能对其进行调速。
2.针对调速硬件设计
2.1 对于转差频率变换原理:
在稳定磁通量的环境下,电机系数表达式:
(4)
在 也就是实时转速差比 小很多的时候( )
约分后得: 其中 (5)
从式(5)中可得,磁通 不变时,且转差频率 比较小的时候,异步电机的电磁转矩T与 的关系是正比。这种情况下控制转差频率 就可以达到控制转矩T的目的,进而实现对转速的控制。
在要求转差频率 比较小的情况下,异步电动机会提供一个反馈,这个时候转子与激励电流 要符合下面关系,
(6)
由上式不难看出,有 可以对 进行控制。只要 保持不变 就会不变,定子电流 与让励磁电流 的流向一致;可以一起进行控制,以达到 调速的目的。原理图如图2所示。
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