交流变频调速有哪几种类型,各有什么 特点?

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  • 变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来达到交流电动机调速目的的技术。大家知道,从大范围来分,电动机有直流电动机和交流电动机。由于直流电动机调速容易实现,性能好,因此,过去生产机械的调速多用直流电动机。但直流电动机固有的缺点是,由于采用直流电源,它的滑环和碳刷要经常拆换,故费时费工,成本高,给人们带来不少的麻烦。因此人们希望,让简单可靠价廉的笼式交流电动机也能像直流电动机那样调速。这样就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速和串极调速等交流调速方式;由此出现了滑差电机、绕线式电机、同步式交流电机。但其调速性能都无法和直流电动机相比。直到20世纪80年代,由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展,才出现了变频调速技术。它的出现就以其优异的性能逐步取代其他交流电动机调速方式,乃至直流电动机调速系统,而成为电气传动的中枢。要学习交流电动机的变频调速技术,必须有电力拖动系统的知识。因此,本章先温习电力拖动系统的基础知识。电力拖动系统由电动机、负载和传动装置三部分组成。描写电力拖动系统的物理量主要是转速,n和转矩t(有时也用电流,因转矩和电动机的电枢电流成正比)。两者之间的关系式称为机械特性。1.1 直流电动机及其拖动系统的基础知识回顾1.1.1 直流电动机的工作原理直流电动机由转子和定子两大部分组成。定子是用励磁绕组绕在定子磁极上而成的(这里不讨论“永磁式直流电机”);转子是用电枢绕组嵌入转子铁芯(用来构成磁路)而成的。定子绕组和转子绕组都通入直流电流。两个电流产生的磁场相互作用,使转子旋转。
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  • (1)开环控制 该控制方案结构简单,可靠性高。但是,由于是开环控制方式,其调速精度和动态响应特性并不是十分理想。尤其是在低速区域电压调整比较困难,不可能得到较大的调速范围和较高的调速精度。异步电动机存在转差率,转速随负荷力矩变化而变动,即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能,也难以达到0.5%的精度,所以采用这种V/F控制的通用变频器异步机开环变频调速适用于一般要求不高的场合,例如风机、水泵等机械(2)无速度传感器的矢量控制 无速度传感器的矢量控制变频器异步电机变频调速系统控制框图如图6-26所示。对比图6-25图,两者的差别仅在使用的变频器不同。由于使用无速度传感器矢量控制的变频器,可以分别对异步电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制,自动改变电压和频率,使指令值和检测实际值达到一致,从而实现了矢量控制。虽说它是开环控制系统,但是大大提升了静态精度和动态品质。转速精度约等于0.5%,转速响应也较快。 如果生产要求不是十分高的情形下,采用矢量变频器无传感器开环异步电机变频调速是非常合适的,可以达到控制结构简单,可靠性高的实效。(3)带速度传感器矢量控制 矢量控制异步电机闭环变频调速是一种理想的控制方式。它具可以从零转速起进行速度控制,即甚低速亦能运行,因此调速范围很宽广,可达100:1或1000:1;可以对转矩实行精确控制;系统的动态响应速度甚快;电动机的加速度特性很好等优点
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