隨著自動(dòng)化和智能化的發(fā)展,變頻器控制電機(jī)運(yùn)行已成為一種新常態(tài),變頻器可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速,在調(diào)速過程中,又如何保證電機(jī)的性能正常發(fā)揮,自然成為變頻器控制原理的精髓。
為了方便各位理解,本次以異步電機(jī)為例進(jìn)行分析,期間會(huì)引入異步電機(jī)的兩個(gè)基本公式,以數(shù)學(xué)變量的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單論證。
01轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)聯(lián)關(guān)系
異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1的計(jì)算見公式(1),該公式中涉及到電機(jī)定子的頻率,即供電源頻率f1和電機(jī)的極對(duì)數(shù)np,(電機(jī)極數(shù)除以2,即電機(jī)的極對(duì)數(shù),如2極電機(jī)為1對(duì)極,6極電機(jī)為3對(duì)極),對(duì)于任何一臺(tái)電機(jī),其同步轉(zhuǎn)速只與電源頻率相關(guān)。
異步電機(jī)轉(zhuǎn)速n的計(jì)算見公式(2),式中增加了轉(zhuǎn)差率參數(shù)s,也是異步電機(jī)固有的特征參數(shù),是電機(jī)本體的性能特征。
由式(1)和(2)可以看出,決定電機(jī)轉(zhuǎn)速的條件為電源頻率,即只要通過變頻器調(diào)整電機(jī)輸入電源的頻率,即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。
02如何調(diào)節(jié)輸入?yún)?shù)保證電機(jī)正常運(yùn)行?
電機(jī)運(yùn)行過程中,保證其主磁通相對(duì)恒定,是電機(jī)可以正常運(yùn)行的基本條件,否則可能會(huì)發(fā)生電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩太小,或電機(jī)繞組溫升過高的惡劣后果。如,普通的三相異步電機(jī),在低于工頻頻率狀態(tài)下按照恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行,高于工頻頻率時(shí)按照恒功率運(yùn)行,其基本的控制原理是圍繞主磁通的恒定原則展開。
我們以三相異步電機(jī)的定子每相電動(dòng)勢(shì)E1的計(jì)算公式(3),分析保持電機(jī)定子主磁通恒定的調(diào)節(jié)方法。式(3)中,定子相繞組的有效匝數(shù)N1為固定值。
由公式(4)可以看出,保持電機(jī)定子主磁通Фm不變,只要合理調(diào)節(jié)E1和f1即可,即壓頻變頻器中將電壓與頻率同比例調(diào)節(jié)的總體思路和原理。