三相交流異步電機(jī)矢量控制的原理

一、三相異步電動(dòng)機(jī)矢量控制的基礎(chǔ)

1.三相異步電動(dòng)機(jī)的控制方法

對三相交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量控制(即通過三相繞組的電流是相序的),將三相繞組的尾端(即零點(diǎn))變換為兩相繞組的(相位差),然后通過轉(zhuǎn)子電路的(矢量控制也就是開關(guān)),將三相繞組相連,成為一個(gè)象限的變量,從而保證電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的一致。如果轉(zhuǎn)子是角位移或直線位移,則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比,并且是角位移。如果換成角位移,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比,并且相同,因此轉(zhuǎn)差率越小,則轉(zhuǎn)差率越小。

對于異步電動(dòng)機(jī)來說,通過調(diào)節(jié)連桿的導(dǎo)通角,可以改變角位移相序,也可以通過轉(zhuǎn)差率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。特別是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,即通過外接線圈的電流與定子繞組的電阻相連,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換。這種調(diào)速方法因其優(yōu)點(diǎn)是:可以把起動(dòng)電流偏向于轉(zhuǎn)子電阻的角度,使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載的大小相等,從而達(dá)到降壓的目的。

這種調(diào)速方法適用于不需要太多啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場合,如錐形轉(zhuǎn)子制動(dòng),可通過適當(dāng)?shù)亩探又苿?dòng)電阻直接起動(dòng),更加迅速,還可以提供額定轉(zhuǎn)矩的。

這種調(diào)速方法最早的有:轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)首先可以明顯降低起動(dòng)電流。但是,只有當(dāng)負(fù)載的參數(shù)設(shè)置過小,便起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載的大小有所不同。

每次起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須滿足大于負(fù)載的額定轉(zhuǎn)矩這一點(diǎn);實(shí)際上是提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。

比如,一些在非正常運(yùn)行的工況下的電機(jī),可以降低起動(dòng)電流,還可以適當(dāng)增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這種方法很少,適用于輕載或輕載運(yùn)行。重載起動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)容量,可以采用降壓起動(dòng)。

降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)在負(fù)載為0~電解液相中起動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。

對于起動(dòng)分相起動(dòng),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有直接用于負(fù)載起動(dòng)。星-三角起動(dòng)是最常用的起動(dòng)方式。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子電阻逐漸增大時(shí),起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流、最大程度都減小。僅在額定電流的情況下,電動(dòng)機(jī)便可以采用直接起動(dòng)。通常,采用全電阻起動(dòng)。

在起動(dòng)電流較大的情況下,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間比額定電流長時(shí)間短,則起動(dòng)時(shí)間短。通常,采用全電阻起動(dòng),這是最大的起動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間大于負(fù)載的額定電流,