| 三相異步交流電機(jī)變頻調(diào)速方式以及各物理量之間的關(guān)系 |
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三相異步交流電機(jī)變頻調(diào)速方式以及各物理量之間的關(guān)系
(一)結(jié)構(gòu)原理：
1、空間位置散布互差120度電工角的三相對(duì)稱繞組;
2、相差120度電工角的三相對(duì)稱正弦交流電;
3、三相對(duì)稱正弦交流電通進(jìn)三相對(duì)稱繞組，發(fā)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場n1=60f/P;
4、轉(zhuǎn)子鼠籠繞組導(dǎo)體由于轉(zhuǎn)差△n=(n1-n2)切割磁力線，發(fā)生感應(yīng)電勢(shì)、感應(yīng)電流;
5、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流在磁場中遭到電磁力矩，追隨旋轉(zhuǎn)磁場同向異步轉(zhuǎn)動(dòng);
(二)工頻運(yùn)行時(shí)：
1、一臺(tái)異步機(jī)電空載(同步)運(yùn)行定子電流Io，是異步機(jī)電鐵芯主旋轉(zhuǎn)磁場Φo的勵(lì)磁電流;
2、主旋轉(zhuǎn)磁場Φo、勵(lì)磁電流Io，是異步機(jī)電出廠設(shè)計(jì)值，與異步機(jī)電的工作電壓相關(guān)，電壓一定Io、Φo一定(相當(dāng)于變壓器空載運(yùn)行);
3、異步機(jī)電負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載拖著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2下降，轉(zhuǎn)差△n由零增年夜，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電流I2由零增年夜(I2=感應(yīng)電勢(shì)/轉(zhuǎn)子等效電阻R2)，機(jī)電電磁力矩增年夜，與負(fù)載平衡;
4、此時(shí)主旋轉(zhuǎn)磁場Φo的同性磁極面下的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流標(biāo)的目的一致，也就是轉(zhuǎn)子電流I2的轉(zhuǎn)子磁場Φ2與主旋轉(zhuǎn)磁場Φo交角90度，為直軸磁場;
5、此時(shí)異步機(jī)電的工作狀態(tài)和直流機(jī)電的主磁場、電樞導(dǎo)體的電流標(biāo)的目的、磁場標(biāo)的目的一樣，能最年夜效能的發(fā)生電磁力矩，具有和直流機(jī)電一樣的機(jī)械硬特征曲線;
6、當(dāng)異步機(jī)電負(fù)載繼續(xù)增年夜時(shí)，轉(zhuǎn)差△n繼續(xù)增年夜，轉(zhuǎn)子電流的頻率(△nP/60)也同時(shí)增年夜，由于轉(zhuǎn)子感抗X2的存在，泛起轉(zhuǎn)子感性電流I2"" ，它落后I2電流 90度，它的磁場標(biāo)的目的與主旋轉(zhuǎn)磁場反向;
7、這時(shí)候轉(zhuǎn)子電流(I2+I2"" )的磁場標(biāo)的目的與主旋轉(zhuǎn)磁場標(biāo)的目的交角δ年夜于90度，tgδ=I2/I2"" ;
8、當(dāng)異步機(jī)電負(fù)載繼續(xù)增年夜到最年夜轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)差△n為臨界轉(zhuǎn)差△n臨=(n1-n2臨)，I2=I2"" ，tgδ=I2/I2"" =1，δ=135度;
9、當(dāng)異步機(jī)電負(fù)載繼續(xù)增年夜，年夜于機(jī)電最年夜轉(zhuǎn)矩時(shí)，異步機(jī)電進(jìn)進(jìn)非穩(wěn)定區(qū)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速被負(fù)載拖著下降，轉(zhuǎn)差增年夜機(jī)電轉(zhuǎn)矩減小，直到堵轉(zhuǎn)，I2""增年夜很多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)年夜于I2，tgδ=I2/I2"" →0，δ→180度。
10、異步機(jī)電負(fù)載運(yùn)行時(shí)，定子電流除勵(lì)磁電流Io不變外，由于磁勢(shì)平衡原理，定子電流也追隨轉(zhuǎn)子電流而變化，定子繞組也同時(shí)發(fā)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩電流I1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩電流I2對(duì)應(yīng)，一個(gè)無功電流I1""與轉(zhuǎn)子感性電流I2""對(duì)應(yīng);
11、這樣異步機(jī)電在工頻電源上，空載時(shí)，電源只給定子繞組一個(gè)小的勵(lì)磁電流Io，不成能再給機(jī)電任何電流;
12、只有機(jī)電負(fù)載時(shí)，定子繞組才有了追隨負(fù)載轉(zhuǎn)子電流的定子電流，其年夜小受負(fù)載年夜小的控制，不需要工錢控制(和變壓器的負(fù)載運(yùn)行一樣，一次電流追隨二次負(fù)載電流變化);
13、負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載年夜小變化，轉(zhuǎn)差年夜小變化，電磁轉(zhuǎn)矩年夜小變化，總能與負(fù)載平衡，不用擔(dān)憂負(fù)載變化時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩跟不上變化，也不需要你往控制機(jī)電電磁轉(zhuǎn)矩的年夜小;
14、你只要給機(jī)電提供額定電壓、額定頻率，異步機(jī)電就能憑據(jù)它所帶的負(fù)載輕重，哄騙它自身的轉(zhuǎn)差工作原理發(fā)生響應(yīng)的力矩，拖動(dòng)負(fù)載基本恒速的運(yùn)動(dòng)，這就是異步機(jī)電的硬特征;
(三)異步機(jī)電變頻調(diào)速運(yùn)行：
1、當(dāng)異步機(jī)電的電源頻率下降，電壓連結(jié)不變時(shí)，異步機(jī)電的主旋轉(zhuǎn)磁場磁通會(huì)進(jìn)進(jìn)飽和，勵(lì)磁電流Io會(huì)劇烈增年夜，造成鐵心、繞組發(fā)燒，消耗增年夜，效率下降;
2、所以當(dāng)異步機(jī)電的電源頻率下降時(shí)，電壓也要隨著下降，連結(jié)勵(lì)磁電流Io不變，主旋轉(zhuǎn)磁場Φo不變;
3、當(dāng)變頻器輸出頻率、電壓一按時(shí)，異步機(jī)電就像在工頻電源上運(yùn)行那樣運(yùn)行，空載勵(lì)磁電流Io不變，主旋轉(zhuǎn)磁場Φo不變，定子轉(zhuǎn)矩電流I1、無功電流I1""追隨轉(zhuǎn)子負(fù)載轉(zhuǎn)矩電流I2、轉(zhuǎn)子感性電流I2""變化，負(fù)載怎樣變化，異步機(jī)電都能追隨負(fù)載的需要憑據(jù)自身的工作原理發(fā)生所需要電磁轉(zhuǎn)矩，不需要工錢的計(jì)較和控制;
4、若是我們能檢測(cè)、反饋負(fù)載的年夜小，經(jīng)由過程頻率調(diào)理器輸出所需要的頻率、電壓，使轉(zhuǎn)差追隨負(fù)載變化，電磁轉(zhuǎn)矩追隨負(fù)載年夜小變化始終連結(jié)平衡，從而連結(jié)負(fù)載速度恒定是可能的，這就是變頻調(diào)速的“速度閉環(huán)控制模式”，獲得更硬的機(jī)械特征;
5、若是我們能檢測(cè)、反饋負(fù)載的年夜小，經(jīng)由過程頻率調(diào)理器輸出所需要的頻率、電壓，使轉(zhuǎn)差追隨負(fù)載變化，負(fù)載年夜時(shí)轉(zhuǎn)速下降，負(fù)載小時(shí)轉(zhuǎn)速上升，連結(jié)負(fù)載年夜小恒定，連結(jié)機(jī)電力矩恒定，這就是變頻調(diào)速的“電流閉環(huán)控制模式”，獲得軟的機(jī)械特征;
6、異步機(jī)電變頻調(diào)速時(shí)，定子電流追隨轉(zhuǎn)子電流變化，轉(zhuǎn)子電流追隨轉(zhuǎn)差變化，轉(zhuǎn)差追隨負(fù)載變化，轉(zhuǎn)子電流(I2+I2"" )的磁場標(biāo)的目的與主旋轉(zhuǎn)磁場標(biāo)的目的交角δ，是負(fù)載年夜小、轉(zhuǎn)差年夜小決議的，就是說機(jī)電自身工作原理就能憑據(jù)負(fù)載的需要提供負(fù)載所需要的電磁轉(zhuǎn)矩，不需要任何機(jī)電之外的計(jì)較和控制!
7、若是不知道負(fù)載的年夜小，要往給機(jī)電定子一個(gè)電流，要轉(zhuǎn)子磁場標(biāo)的目的處于何種位置，是本末顛倒，作不到的工作;
8、轉(zhuǎn)子感抗是轉(zhuǎn)差的函數(shù)，轉(zhuǎn)差一定，感抗一定，轉(zhuǎn)子感性電流是一定的，定子無功電流是一定的，不能矢量控制減小這個(gè)無功電流，可以從外部抵償機(jī)電運(yùn)行所需要的無功電流!
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