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为什么广泛使用电压-频率转换器控制的电机模式?

发布时间:2021年09月02 08:49

无论哪种变频器,其基本工作和转换思路都是先将交流电转换成DC,再通过斩波滤波转换成频率可调的交流电。当变频器用于向电机供电时,通过调节电压、电流或频率,电机可以按照指定的模式运行。不同的控制方式具有不同的调速性能、运行特性和自适应负载。

变频器有开环控制和闭环控制两种控制方式。控制模式包括电压/频率控制、转差控制、矢量控制和扭矩控制。

V/f控制方式应用广泛。普通电机作为变频电机,利用变频器调节电压和频率的同比例,实现无级调速,将恒速设备升级为运行速度任意可调的高性能产品。对于运行调速范围不宽的场合,这种简单粗放的控制方式技术门槛低,只需要在电源和电机之间串联一个变频器,电控系统基本不变。

专门为逆变电源设计的变频电机配有独立风扇,不会因调速范围扩大到低速而恶化通风散热条件,但低速性能还是比较差。因为在低速时,导磁材料的磁性较低,同一激励电流产生的感应电动势较小,导致磁场较弱。

为了解决变频电机低频弱磁场的问题,通常在低速运行时进行电压补偿,即在低速运行时适当调整电压值,使V/f曲线满足恒磁运行的要求。在风机、水泵、空调、家用电器等调速节能应用中,基于恒磁运行理念的V/f控制方式,既保证了电机的稳定运行,又使机体的能效水平始终保持在理想状态,节能效果远远好于同比例调节电压和频率的粗放式控制方式。

高性能应用的变频电机控制模式可适应重载或需要精确控制。矢量控制可以获得非常理想的转矩特性,常用于起重和起重设备;变频电机配有编码器和超速开关,变频器和电机组成闭环控制系统,可以精确控制速度和扭矩特性,在流量运行场合随处可见。

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