基于恒压频比控制的交流电机调速系统设计(4)
变频调速异步电动机开发上的应用逐步扩大,使转子槽形设计和定转子配合得到优化,使产品性能明显提升。因此,很多生产厂如佳木斯电机股份有限公司、大连伯顿电机有限公司、上海起重电机厂、天津市起重电机厂、江西特种电机股份有限公司等都开发并生产出新。
变频器供电电源会在电动机端子和各相绕组的前几匝线圈上产生高频瞬间脉冲峰值电压,因此,如果不对绝缘系统采用增强措施,将会使绕组在高电压应力作用下过早失效,从而引起绝缘击穿故障。据资料报道,佳木斯电机股份有限公司已在新一代变频调速电动机上开始采用专用电磁线、槽绝缘、相间绝缘以及浸渍漆等措施。
1.1常用的变频器分为低、中、高压变频器。
1、低压变频器是指400V工控变频器。电子技术中将交流变成直流称顺变，也称整流。交流变直流的变频器通常称整流器。将直流变为频率可调的交流电流就称逆变。把工频电源（50Hz）交流变成任意频率、任意电压的逆变装置称为变频器。从其电路的结构上分为交—直—交和交—交变频器。交—直—交变频器按照交流电机电源电压的控制方法的不同，分为电压型和电流型两种。
改变变频器的输出电压或输出电流有二种不同的方法，即PAM脉冲幅值调制控制和PWM脉冲宽度调制控。
PAM因为受晶闸管换流时间的限制不能工作在高频下，PWM输出脉冲的幅值恒定，通过控制逆变器输出电压的导通脉冲频率和宽度来同时改变输出频率和电压，运用晶体管、可关断晶闸管具有高速开关特性和自关断特性，来做逆变器开关元件，采用PWM方式变得更容易实现，为此大多数逆变器都采用PWM控制方式。
2、中、高压变频器：所谓中高压变频器，指应用在600V以上的至10KV运转调速设备上的变频控制器。中压有600V、1000V。3000V、6000V和10KV等属于中高压变频器。因为其输入输出电压等级较高，在结构上必需有整套高压投入切换设备，采用功率单元串联叠加的高压输出方式，借助计算机控制，经高压母线、断路器移相变压器、功率单元、控制器等组成完整的高压变频控制系统。
交流变频调速控制器是集电力电子、自动控制、微电子学、电机学等各种技术于一身的高新技术，变频的调速技术是现代IT产业尖端技术，涉及到光纤通讯、计算机、数据并行处理等是多种高新技术的结合，与传统行业耗能大、应用最广泛的电力拖动、风机、水泵等多种行业应用异步电动机的设备，进行节能改造实现完美结合。
1.2、变频器控制对像：
变频器应用，可分为两大类：一种是用于传动调速，另一种是各种静止电源（静止电源暂且不讲）。变频传动调速，其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电—机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定，其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。由电机转速的数学公式我们知道，电机的实际转速，主要取决于电机定子的旋转磁场（n1=t*f/p）。对一个绕制好的电机，其旋转磁场转速完全取决供电频率，t为时间常数，P为电机的极对数，n1正比电源频率f，从电机的结构上我们看到定、转子之间没有任何电的连接，基于磁场感应和机械惯性，转子的转速和定子旋转磁场的转速总是不同步，差一个转差数（一般为n1的1%——1.8%,）称为转差率S，由此可见电机的转速也正比于电源的频率。n2=t*f(1-s)/p从异步电动机变频时机械特性曲线中，我们不难看出转速的变化对电机的转矩影响较小，对于传动机械功率要求完全可以满足。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低，转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速，直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整，这对于节能改造成本，保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是：
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