【心得】交流感应电机调速为什么V(电压)和F(频率)要保持一个比例关系?

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【心得】交流感应电机调速为什么V(电压)和F(频率)要保持一个比例关系?

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19

2013-09-01 22:08:00

最近在工控网看到一个网友贴出来交流感应电机基础知识介绍,其中一段关于调速的压频比关系说明,引起我的兴趣。是呀,变频器对感应电机的调速电压频率是成比例关系变化的,为什么呢?

看如下介绍:

当定子绕组接上频率为f1的三相电流时,定子空间便产生了按正弦变化的旋转磁场,这一正弦变化的旋转磁场在切割转子绕组的同时,还切割了定子绕组,在定子各相绕组中感应出同频率的电势。
定子感应电势:E1=-4.44×Kdp1×W1×f1×Φm
式中:Kdp1=定子绕组的绕组系数,W1=定子绕组每相匝数,f1=电源频率,Φm=气隙磁通的最大值。
转子电势频率f2等于定子电流频率乘以转差率,转差率越大,即转子转得愈慢,转子电流频率越大。反之则越小。
转子感应电势:E2=4.44×Kdp2×W2×f2×Φm

由感应电机的定子反电势平衡方程式,可以得到 :E1=- 常数×定子电压频率×定子磁通。这个公式和直流电机的电势平衡方程式是一致的。只不过常数不同,转速变成了频率。

由公式,为了保证定子恒磁通运行,所以只要转速变化(频率变化),电机电压(反电势)就要跟着变化,否则磁通就不是恒定的了,而磁通不恒定,势必影响交流感应电机的转矩不能保持最大能力恒定。也就是说:磁通 = 电势(或电压) / (常数*频率)。这就是压频比控制的由来。

有了上述的概念,我们没必要非要采用线性的V/F控制,而是自己想办法搭建V/F比例,以满足全转速范围的最大转矩输出能力。每一台系统,他的V/F压频比也许不相同,定制设计,效果会很好。

还有一种方法,基本思路,感应电机电压给定靠电机的电流闭环控制;感应电机的频率给定,靠电机的滑差控制。两个闭环调节可以是独立的。这样可以自动控制电机的最大转矩,恒转速控制时,也要兼顾感应电机滑差的变化,如果电机转矩加到额定了,此时给定频率无论多高,也要退回去跟踪实际运行频率,以保持电机最大转矩下的滑差。具体怎么去实现,就要发挥自己的智慧了。有意思。
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