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变频调速技术是如何发展起来的?
来源:艾特贸易2017-06-04
简介答:变频调速是通过改变电动机定子绕组供电的频率来达到调速的目的,当在定子绕组上接入三相交流电时,在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场,它与转子绕组产生相对运
答:变频调速是通过改变电动机定子绕组供电的频率来达到调速的目的,当在定子绕组上接入三相交流电时,在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场,它与转子绕组产生相对运动,使转子绕组产生感应电势,出现感应电流。此电流与旋转磁场相互作用,产生电磁转矩,使电动机转动起来。电动机磁场的转速称为同步转速,用N表示: N= 60f/p (1-1)其中,f为三相交流电源频率,一般为50Hz;p为磁极对数。当p=1时,N=3000r/min;p=2时,N= 1500r/min。 由式(1-1)可知,磁极对数p越多,转速N越慢。转子的实际转速n比磁场的同步转速N要慢一些,所以称为异步电动机,这个差别用转差率s表示: s=[n1-n)/n1]×100% (1-2) 当电动机加上电源而转子尚未转动瞬时,n=0,此时s=1;启动后的极端情况n=N,则s=0,即s在0~1之间变化。一般异步电动机在额定负载下的s=(1~6)%。由式(1-1)和式(1-2)可以得出: n=60f (1-s)/p (1-3) 由式( 1-3)可以看出,对于成品电动机,其磁极对数p已经确定,转差率s变化不大,则电动机的转速,z与电源频率厂成正比,因此改变输入电源的频率就可以改变电动机的同步转速,进而达到异步电动机调速的目的。 因此,交流电动机从诞生之日起,就可以改变频率可以调节转速,但当时还不具备改变频率的手段。随着闸流管的问世,使变频调速能够得以实现,但因设备的庞大与昂贵,使其无法进入实用阶段。直到20世纪60年代,随着晶闸管的出现及其应用技术的迅速发展,变频调速才开始进入实用阶段。但由于许多技术问题解决得还不够完善,变频调速系统的性能指标难以和直流电动机相比,因而未能得到推广和广泛应用。 20世纪70年代末期以来,矢量控制理论的提出和实施,使变频调速系统的性能指标达到了与直流电动机调速系统十分接近的地步;而电力电子器件的飞速发展,也使SPWM调制技术日臻完善,变频调速器的体积越做越小,价格也达到了人们能够接受的程度。此时,变频调速才进入了普及应用阶段。