随着自动化和智能化的发展,变频器控制电机运行已成为一种新常态,变频器可以实现电机的无级调速,在调速过程中,又如何保证电机的性能正常发挥,自然成为变频器控制原理的精髓。
为了方便各位理解,本次以异步电机为例进行分析,期间会引入异步电机的两个基本公式,以数学变量的关联关系进行简单论证。
异步电动机的同步转速n1的计算见公式(1),该公式中涉及到电机定子的频率,即供电源频率f1和电机的极对数np,(电机极数除以2,即电机的极对数,如2极电机为1对极,6极电机为3对极),对于任何一台电机,其同步转速只与电源频率相关。
异步电机转速n的计算见公式(2),式中增加了转差率参数s,也是异步电机固有的特征参数,是电机本体的性能特征。
由式(1)和(2)可以看出,决定电机转速的条件为电源频率,即只要通过变频器调整电机输入电源的频率,即可实现电机的无级调速。
02如何调节输入参数保证电机正常运行?
电机运行过程中,保证其主磁通相对恒定,是电机可以正常运行的基本条件,否则可能会发生电机电磁转矩太小,或电机绕组温升过高的恶劣后果。如,普通的三相异步电机,在低于工频频率状态下按照恒转矩运行,高于工频频率时按照恒功率运行,其基本的控制原理是围绕主磁通的恒定原则展开。
我们以三相异步电机的定子每相电动势E1的计算公式(3),分析保持电机定子主磁通恒定的调节方法。式(3)中,定子相绕组的有效匝数N1为固定值。
由公式(4)可以看出,保持电机定子主磁通Фm不变,只要合理调节E1和f1即可,即压频变频器中将电压与频率同比例调节的总体思路和原理。