開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和變頻器調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)的特性比較
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1、基本概念和原理
把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行，稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電，然后再把直流電變換為三相或單相交流電。
交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式是：n = f/p*（1-s）*60rpm, （其中 n: 同步速度，f: 電源頻率 ，p: 電機(jī)極數(shù)，S是轉(zhuǎn)差率），因此，如想改變此類電機(jī)轉(zhuǎn)速n，就需要通過改變其頻率或極對(duì)數(shù)或轉(zhuǎn)差率來進(jìn)行。而變頻器就是通過改變電源頻率來改變此類電機(jī)轉(zhuǎn)速的。
所謂“頻率”其實(shí)是電機(jī)供電電源的電信號(hào)，其值能夠在電機(jī)的外面經(jīng)過調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制了。
變頻器，通過其運(yùn)算電路，將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定其逆變器的輸出電壓、頻率。這樣經(jīng)過調(diào)整的頻率，進(jìn)入電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。改變了電機(jī)的運(yùn)行曲線，使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。
2、基本性能特點(diǎn)
1）變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)速等基本功能，使電機(jī)的速度可以無極調(diào)節(jié)，因此用對(duì)了場(chǎng)合，可以實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)電。
2）可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以一定程度的啟動(dòng)重載負(fù)荷，具有一定的軟啟動(dòng)性能。
3）功率因數(shù)較高
3、使用結(jié)果和問題
變頻器的興起，滿足了人們對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行可控?zé)o極調(diào)速的要求，因此十幾年以來獲得了很大的發(fā)展。然而，變頻器在我國(guó)的使用，是完全的“硬連接”，即電機(jī)是電機(jī)，變頻器是變頻器，買來了就用，完全不考慮電機(jī)和變頻器的內(nèi)在匹配性以及和工況的匹配性。而變頻器在西方國(guó)家得到了極大的利用，其性能發(fā)揮得淋漓盡致。其顯著特點(diǎn)是，特定場(chǎng)合使用特定變頻器，特定電機(jī)使用特定變頻器，是完美的“軟連接”。因?yàn)?，變頻器的種類和類型很多，技術(shù)形式差異也很大，因此根據(jù)不同的負(fù)載特性要求和工況要求，科學(xué)分析、測(cè)試，然后選擇合適類型的電機(jī)和變頻器是最為重要的。這一點(diǎn)，我們做的很差，相當(dāng)程度地影響了變頻器優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。這是實(shí)際問題之一。其次，存在的實(shí)際問題還有：
1）低速區(qū)效率仍然很差
2）多個(gè)大功率逆變器的高次諧波疊加，容易對(duì)電網(wǎng)造成沖擊和污染。
3）大功率電機(jī)仍然難于負(fù)載啟動(dòng)，并不能真正解決軟啟動(dòng)問題。
從實(shí)際的節(jié)能效果來看，我國(guó)十幾年使用變頻器，節(jié)電總量少之又少！因此，僅從實(shí)際的節(jié)電結(jié)果而言，幾乎可以說變頻器是個(gè)“騙局”。（因?yàn)樽冾l器只有在用對(duì)了類型、用對(duì)了場(chǎng)合、用對(duì)了工況之后，而且電機(jī)和變頻器完美融和后，才能的節(jié)電實(shí)現(xiàn)一定。）
二、開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本原理
1、基本概念和原理
開關(guān)磁阻電機(jī)從結(jié)構(gòu)和原理上是完全不同于交流感應(yīng)電機(jī)的全新的高效電動(dòng)機(jī)，是控制電機(jī)的一種。
開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由電機(jī)本體和控制器兩大部分有機(jī)構(gòu)成（兩部分不是獨(dú)立的硬連接，而是有機(jī)的整體，控制器和電機(jī)無法分離）。其電機(jī)部分由于是運(yùn)用了“磁通總是沿磁阻最小路徑閉合”的原理，故稱為磁阻電動(dòng)機(jī)，又由于線圈電流通斷、磁通狀態(tài)直接受高頻電子開關(guān)控制（IGBT），故稱為開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
電機(jī)部分的物理結(jié)構(gòu)是：
它不依靠定、轉(zhuǎn)子繞組電流所產(chǎn)生磁場(chǎng)的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而是依靠“磁通總是沿磁阻最小路徑閉合”的原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。所謂“磁阻最小原理”，即：“磁通總是沿著磁導(dǎo)最大，磁阻最小的路徑閉合，從而產(chǎn)生磁拉力，進(jìn)而形成磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。而磁力線具有力圖縮短磁通路徑以減小磁阻和增大磁導(dǎo)的本性”。
當(dāng)定子A相磁極軸線OA與轉(zhuǎn)子磁極軸線Oa不重合時(shí)，如圖2，開關(guān)S1、S2閉合，A相繞組通電，電動(dòng)機(jī)內(nèi)建立起以O(shè)A為軸線的徑向磁場(chǎng)，磁通通過定子軛、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子軛等處閉合。通過氣隙的磁力線是彎曲的，此時(shí)磁路的磁導(dǎo)小于定、轉(zhuǎn)子磁極軸線重合時(shí)的磁導(dǎo)，因此，轉(zhuǎn)子將受到氣 隙中彎曲磁力線的切向磁拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的作用，使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子磁極的軸線Oa向定子A相磁極軸線OA趨近。
圖2
評(píng)論