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交流電機(jī)調(diào)速方式

  交流電機(jī)在眾多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,其核心功能是將來自交流電源的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。與直流電機(jī)相比,交流電機(jī)具有多項(xiàng)顯著優(yōu)勢。例如:交流電機(jī)的無電刷和換向器的設(shè)計(jì),使交流電機(jī)在制造成本上更為經(jīng)濟(jì),結(jié)構(gòu)更為簡單,同時(shí)運(yùn)行也更為可靠。然而,交流電機(jī)在應(yīng)用過程中始終面臨一個(gè)挑戰(zhàn),即如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的精確控制。   本文主要詳細(xì)介紹多種交流電機(jī)調(diào)速方式,并分析這些交流電機(jī)調(diào)速方法在適應(yīng)不同應(yīng)用需求時(shí)的優(yōu)勢和適用性,可以通過本文了解到關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)不同運(yùn)行要求的實(shí)用指導(dǎo),以便在實(shí)際應(yīng)用中靈活選擇和應(yīng)用適當(dāng)?shù)目刂撇呗浴?/span>

如何控制交流電機(jī)的速度

  交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)通常裝有線圈,這些線圈在接入電源后會(huì)在轉(zhuǎn)子內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)又會(huì)激發(fā)或感應(yīng)出第二個(gè)磁場,這個(gè)相互作用的磁場最終驅(qū)動(dòng)輸出軸以恒定的同步速度旋轉(zhuǎn)。可以使用特定的公式來估算該電機(jī)的同步速度: 如何控制交流電機(jī)的速度 公式介紹:f代表交流電的頻率;P代表電機(jī)的極對(duì)數(shù)   例如:交流電機(jī)的輸入線頻率為60Hz,且電壓標(biāo)準(zhǔn)為120V。假設(shè)工程師擁有一臺(tái)兩極交流電機(jī),套入公式,理論上該電機(jī)同步轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘3600轉(zhuǎn),但是實(shí)際運(yùn)行中,交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速往往會(huì)低于理論值,該差異(通常以轉(zhuǎn)速百分比表示)被稱為滑差。   若希望使用同一臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)較低的輸出速度,則需要控制輸入線路頻率。由于交流電機(jī)的極數(shù)通常是固定的,不能直接調(diào)整極數(shù)來改變轉(zhuǎn)速,為了實(shí)現(xiàn)這種速度控制需求,工程師會(huì)采用變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)技術(shù)。通過調(diào)節(jié)輸入到電機(jī)的電壓和頻率,VFD能夠精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而滿足不同的運(yùn)行需求。

什么是變頻驅(qū)動(dòng)器?變頻驅(qū)動(dòng)器是如何工作的?

  變頻驅(qū)動(dòng)器通過精密調(diào)控供給交流電機(jī)的電壓和頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的靈活控制。其工作原理是利用現(xiàn)有的交流電源,通過整流器將其轉(zhuǎn)換為直流電源,然后使用逆變器將其轉(zhuǎn)換回變頻電源。   典型的變頻驅(qū)動(dòng)器具有整流電路、直流鏈路電容器和逆變器電路。整流電路包含六個(gè)二極管(二極管允許電流單向流動(dòng)),這些二極管在打開和關(guān)閉時(shí)提供六個(gè)電流脈沖,從而產(chǎn)生具有交流紋波的直流電壓。直流鏈路電容器吸收交流紋波,將其轉(zhuǎn)換為平滑的(或固定的直流電壓)。逆變器電路將直流電壓轉(zhuǎn)換回交流電壓,使工程師能夠?qū)㈦姍C(jī)上的任何相位設(shè)為正極或負(fù)極,并產(chǎn)生所需的頻率。 典型變頻驅(qū)動(dòng)器電路 典型變頻驅(qū)動(dòng)器電路   變頻驅(qū)動(dòng)器有三種類型:電流源逆變器、電壓源逆變器類、脈沖寬度調(diào)制。

電流源逆變器

  電流源逆變器型變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)的設(shè)計(jì)目的是將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為可調(diào)節(jié)的直流電壓,并在此過程中,利用可控硅整流器(SCR)來控制電流,而非直接控制頻率(頻率控制通常在逆變階段實(shí)現(xiàn))。這類系統(tǒng)的直流鏈路中通常集成有電感器,其作用是存儲(chǔ)直流能量并有效地平滑或調(diào)節(jié)逆變器輸出交流電流的紋波,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。   簡而言之,電流源逆變器通過可控硅整流器調(diào)節(jié)輸入電流的波形,將交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電,并利用電感器在直流鏈路中儲(chǔ)存能量、減少電流波動(dòng),最終通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電輸出。

電壓源逆變器

  與電流源逆變器型VFD相似,電壓源逆變器(VSI)VFD同樣執(zhí)行將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為可變直流電壓的任務(wù),并在此過程中控制輸出頻率。然而,兩者之間的核心差異體現(xiàn)在能量存儲(chǔ)與管理的機(jī)制上。具體而言,電壓源逆變器VFD采用電容器作為能量存儲(chǔ)元件,這些電容器不僅儲(chǔ)存直流能量,還起到平滑整流器與逆變器之間交流電流波動(dòng)的作用,有效減少紋波。相反,電流源逆變器則依賴于電感器來實(shí)現(xiàn)相似的能量存儲(chǔ)功能。   鑒于其能量管理特性,電壓源逆變器VFD在動(dòng)態(tài)性能要求較高的應(yīng)用中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,尤其是在需要快速調(diào)整電機(jī)扭矩與轉(zhuǎn)速的場合。這類系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)控制指令,實(shí)現(xiàn)精確且高效的電機(jī)控制。

脈沖寬度調(diào)制

  脈沖寬度調(diào)制(PWM)型變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)裝備有二極管橋式整流器,該整流器負(fù)責(zé)將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。隨后,通過精確調(diào)控PWM信號(hào)的占空比,PWM型VFD能夠生成近似正弦波的電流輸出,用以控制施加于交流電機(jī)上的電壓與頻率。這一特性使得工程師相較于其他類型的VFD,在電機(jī)速度控制方面能夠擁有更高的靈活性和精確度。 交流電機(jī)調(diào)速方式:聯(lián)系制造商   以上介紹了有關(guān)交流電機(jī)調(diào)試控制方式,但如果購買了鳴志產(chǎn)品,可直接聯(lián)系工程師解決相關(guān)的問題。

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