交流變頻電機作工原理是利用變頻器可以改變電源將其轉換為可以控制頻率的輸出電源,從而控制電機的運作速度。電機的調速方式有很多,采用變頻電機調速的方式是常用的調速方式之一。

交流變頻電機工作原理

1.交流變頻電機中的變頻器主要采用交-直-交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。

2.變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

3.變頻器,逆變器和斬波器的變頻調速器將通過變頻器向交流電動機供電,并形成開環(huán)或閉環(huán)系統。 變頻器是將固定電壓和固定頻率的交流電轉換為可調電壓和可調頻率的交流電的轉換器,并且是用于異步電動機變頻和調速的控制裝置。 逆變器是將固定的直流電壓轉換為固定的或可調的交流電壓的設備。將固定的直流電壓轉換為可調的直流電壓的設備稱為斬波器。

4.可變電壓變頻調速(VVVF)調整電動機的速度時,通常要考慮的一個重要因素是希望將電動機中每極的磁通量保持在額定值 并保持不變。

5.在設計變頻電動機時,電動機的磁通通常接近飽和值,如果進一步增加磁通量,電動機的磁芯將飽和,從而導致大的勵磁電流流過電動機,從而增加了銅含量 電機的鐵損和鐵損,繞組過熱會損壞電機性能。

交流電機的其他調速方法

交流變頻電機是三相異步電機,三相異步電機調速由轉速n=60 f(1-s) / p,三相異步電機除了采用變頻調速以外還可以其他的調速方式主要有：

1、更改磁極對數p(可變極速調節(jié))定子磁場的極對數取決于定子繞組的結構。 因此,為了改變p,必須將定子繞組制成特殊形式,可以用兩種極對代替。 通常,這組繞組只能用兩對極代替。

變極調速的主要優(yōu)點是設備簡單,操作簡便,機械性能硬,效率高,適用于恒轉矩調速和恒功率調速。 它的缺點是它具有極速調節(jié)和極數限制,因此僅適用于不需要平穩(wěn)速度調節(jié)的場合

2、改變滑差率s(可變滑差率速度調節(jié))改變滑差率的速度調節(jié)方法有：定子電壓調節(jié),轉子可變電阻速度調節(jié),電磁滑動離合器速度調節(jié),串聯極速度調節(jié)等。

(1)定子電壓調節(jié)當負載轉矩正時,隨著電動機定子電壓的降低,主磁通量減小,轉子感應的電動勢減小,轉子電流減小,轉子受到的電磁力減小,滑移率As s 增加,轉速降低,從而達到調速的目的。類似地,定子電壓增加并且轉速增加。電壓和速度調節(jié)的優(yōu)點是平穩(wěn)的速度調節(jié)。使用閉環(huán)系統時,機械特性較硬,調速范圍較寬。缺點是低速時滑差功率損耗大,功率因數低,電流大且效率低。壓力和速度調節(jié)既不是恒定轉矩速度調節(jié)也不是恒定功率速度調節(jié),這更適合于風扇泵特性的負載。

(2)轉子可變電阻速度調節(jié)當定子電壓恒定時,電動機的主磁通量不變。如果減小定子電阻,則轉子電流增大,轉子接收的電磁力增大,滑移率減小。轉速降低;同樣,定子電阻增加,轉速增加。轉子變阻調速的優(yōu)點是設備和電路簡單,投資不高,但機械特性軟,調速范圍有限,低速滑差功率損耗大,效率低,經濟效益差。目前,轉子變阻調速僅在調速要求不高的場合使用。

交流變頻電機是目前最常采用的變頻電機,主要用作變頻調速的電源就是交流電源。變頻電機的應用設計多個領域,隨著變頻技術的發(fā)展,交流變頻電機已經成為主流的調速方案。

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