交流變頻調速器的主要調速對象是交流感應電動機,變頻器對交流電機實施變頻調速的過程中,其輸出電壓和輸出頻率的變化必須遵守一定的規則。這就是我們通常所說的變頻變壓(VVVF)的基本原則。
變頻變壓的基本原則
由電機學理論可知三相感應電機的轉速為
n= [60f(1 − s)/p](1-1)
式中:
n為電機的轉速
f為輸入交流電源的頻率
p為電機的極對數
s為異步電機的轉差率
通過上式可知,改變交流電機轉速的方法有三種。即變頻調速、變極調速和變轉差率調速。其中變轉差率調速主要包括調壓調速、串極調速和滑差電機調速。在變頻調速器未問世前,它是主要的調速手段。但由于其調速范圍窄、效率低,對電網污染較大,不能滿足交流調速應用的廣泛需求。本世紀七十年代以后,隨著電力電子技術的發展,特別是高性能大功率器件(GTRIGBT)的產品化,變頻調速器在體積、性能及成本方面取得飛躍的發展,并逐漸實用化。我們知道,交流電機是通過內部的旋轉磁場來傳遞能量的,為了保證交流電機能量傳遞的效率,必須保持氣隙磁通量為恒定值。如果磁通量太小,則沒有充分發揮電機的能力,導致出力不足。反之,如果磁通量太大,鐵心過度飽和,會導致勵磁電流過大,嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。因此,保持氣隙磁通量的值恒定不變,是變頻變壓的基本原則。
三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為
Eg=4.44f1N1ФM (1-2)
式中:
Eg:定子每相由氣隙磁通感應的電動勢的方均根值(V)
f1:定子頻率(Hz);
N1:定子相繞組有效匝數;
Фm:每極磁通量(Wb)。
由上式可見,只要控制好Eg和f1,便可達到控制磁通Фm的目的。
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