变频电机原理
交流变频调速基本原理
一． 异步电动机概述
1． 异步电动机旋转原理
异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
⑴ 磁场以n 0转速顺时针旋转，转子绕组切割磁力线，产生转子 电流
⑵ 通电的转子绕组相对磁场运动，产生电磁力4MF c c s L&] N h i n `
⑶ 电磁力使转子绕组以转速n旋转，方向与磁场旋转方向相同#d U p+Q5E m {-} n
2． 旋转磁场的产生 d ? `4~(g D.D3w y
旋转磁场实际上是三个交变磁场合成的结果。这三个交变磁场应满足：% x:M k
⑴ 在空间位置上互差2π/3 rad电度角。这一点，由定子三相绕组的布置来保证
⑵ 在时间上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）。这一点，由通入的三相交变电流来保证
3． 电动机转速
产生转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力(n G¬W5^ z-E o'L
线。因此，转子的转速n必须低于定子磁场的转速n 0，两者之差称为转差：!N M N-(L w2y4R
Δn＝n 0－n A A _3?7j
转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率：
s＝Δn / n 0
同步转速n 0由下式决定：
n 0＝60 f / p 式中，f为输入电流的频率，p为旋转磁场的极对数。
由此可得转子的转速
n＝60 f（1－s）/ p u+H O E:m9X o
二． 异步电动机调速
由转速n＝60 f（1－s）/ p可知异步电动机调速有以下几方 q"P#S-~&{(B c
法：
1． 改变磁极对数p （变极调速）,z { ?¬G6V#^
定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。所以，要改变
p，必须将定子绕组制为可以换接成两种磁极对数的特殊形式。通常一套绕组只能换接成两种磁极对数。 n;W L E s y2b
变极调速的主要优点是设备简单、操作方便、机械特性较硬、
效率高、既适用于恒转矩调速，又适用于恒功率调速；其缺点是
有极调速，且极数有限，因而只适用于不需平滑调速的场合。
2． 改变转差率s （变转差率调速）
以改变转差率为目的调速方法有：定子调压调速、转子变电.}4\ u \ _"R i b阻调速、电磁转差离合器调速、串极调速等。
⑴定子调压调速$Z @当负载转矩一定时，随着电机定子电压的降低，主磁通减少，转子感应电动势减少，转子电流减少，转子受到的电磁力减少，转差率s增大，转速减小，从而达到速度调节的目；同理，定子电压升高，转速增加。
调压调速的优点是调速平滑，采用闭环系统时，机械特性较硬，调速范围较宽，缺点是低速时，转差功率损耗较大，功率因素低，电流大，效率低。调压调速既非恒转矩调速，也非恒功率调速，比较适合于风机泵类特性的负载。
分体机上的室内风机就是利用定子电压调速的方法进行调速的，其调速电路如下图。
根据风机速度的反馈信号，控制晶闸管SCR导通的相角，从而控制风机定子的输入电压，以控制风机的风速。
前面讲在空间位置上互差2π/3 rad电度角的三相绕组通以在时间上互差2π/3 rad相位角（或1/3周期）三相交变电流可产生旋转磁场，同样，在空间位置上互差π/2 rad电度角的两相绕组通以在时间上互差π/2 rad相位角（或1/2周期）两相交变电流也可产生旋转磁场。下图中，电容C的作用就是把一相电流移相，以产生两相在时间上互差π/2 rad相位角（或1/2周期）交变电流，在空间位置上互差π/2 rad电度角的两相绕组是由风机的内部结构来保证的。