德國EMOD交流電機廠家大量庫存

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交流電動機是一種將交流電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置。交流電動機主要由一個用以產(chǎn)生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子組成。電動機利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象而制成的。交流電動機分為同步交流電動機和感應電動機兩種 。
三相交流電動機的定子繞組基本上是三個相互隔開120度的線圈，作三角形或星形聯(lián)結(jié)。通入三相電流時，在每個線圈中產(chǎn)生磁場，這三個磁場合成得到一個旋轉(zhuǎn)磁場。
簡介
交流電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成，交流電動機分為同步交流電動機和感應電動機兩種。兩種電機均為定子側(cè)繞組通入交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，但同步交流電動機的轉(zhuǎn)子繞組通常需要激磁機需要供給直流電（激磁電流）；而感應電動機則轉(zhuǎn)子繞組則無需通入電流。
三相交流電動機的定子繞組基本上是三個相互隔開120度的線圈，作三角形或星形聯(lián)結(jié)。通入三相電流時，在每個線圈中產(chǎn)生磁場，這三個磁場合成得到一個旋轉(zhuǎn)磁場。電流完成一次全振動，旋轉(zhuǎn)磁場正好旋轉(zhuǎn)一周，因此，旋轉(zhuǎn)磁場的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)N=60f。式中f是電源頻率。
交流電動機按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速率可分為同步電動機和異步電動機（或稱非同步電動機）兩種。同步電動機不管負載大小，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恒與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，因此把這種轉(zhuǎn)速叫做同步轉(zhuǎn)速，如上所述，它只決定于電源的頻率。異步電動機的轉(zhuǎn)速則不是恒定的，它決定于負載的大小和電源電壓。三相異步電動機中又有無整流子電機和有整流子電機之分。實際應用的異步電動機絕大多數(shù)是無整流器的感應電動機（但并聯(lián)與串聯(lián)的三相異步整流子電動機具有可在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、有高功率因數(shù)等優(yōu)點），它的轉(zhuǎn)速恒小于同步轉(zhuǎn)速。
主要用途
交流電動機的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，*，噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設備等各方面廣泛應用。
工作原理
感應電動機的原理
感應電動機又稱“異步電動機，即轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 。
感應電動機的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導體，通常多呈鼠籠狀。定子是電動機中不轉(zhuǎn)動的部分，主要任務是產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場并不是用機械方法來實現(xiàn)。而是以交流電通于數(shù)對電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，故相當于一個旋轉(zhuǎn)的磁場。這種電動機并不像直流電動機有電刷或集電環(huán)，依據(jù)所用交流電的種類有單相電動機和三相電動機，單相電動機用在如洗衣機，電風扇等；三相電動機則作為工廠的動力設備。 通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（其轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n1）與轉(zhuǎn)子繞組的相對運動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流與磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時，感應電流逐漸減小，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應減小，當異步電動機工作在電動機狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速。為了描述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1之間的差別，引入轉(zhuǎn)差率（slip）。
同步電動機
同步電動機的構(gòu)造大致上與交流發(fā)電機相同，它與感應電動機的基木區(qū)別在干它的轉(zhuǎn)子是繞有線圈的凸出式磁極，由另一架激磁機供拾直流電交激磁電流)。
同步電動機是屬于交流電機，定子繞組與異步電動機相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。正由于這樣，同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機是一個容性負載。為此，在很多時候，同步電動機是用以改進供電系統(tǒng)的功率因數(shù)的。
控制策略
隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及控制理論的發(fā)展，交流傳動系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性*可以和直流傳動系統(tǒng)相媲美，交流傳動系統(tǒng)獲得廣泛應用，交流傳動取代直流傳動已逐步變?yōu)楝F(xiàn)實。
由于交流電機本質(zhì)上為非線性、多變量、強耦合、參數(shù)時變、大干擾的復雜對象，它的有效控制一直是國內(nèi)外研究的熱點問題，現(xiàn)已提出了多種控制策略與方法。其中經(jīng)典線性控制不能克服負載、模型參數(shù)的大范圍變化及非線性因素的影響，控制性能不高；矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制也存在一些問題：近年來，隨著現(xiàn)代控制和智能控制的理論發(fā)展，*控制算法被應用于交流電機控制，并取得一定成果 。
穩(wěn)態(tài)模型控制方法
常用的穩(wěn)態(tài)模型控制方案有開環(huán)恒v/f比控制(即電壓/頻率=常數(shù))和閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制。
(1)恒壓頻比控制
此法是從變壓變頻基本控制方式出發(fā)的且不帶速度反饋的開環(huán)控制方式。由于在額定頻率以下，若電壓一定而只降低頻率，那么氣隙磁通就要過大，造成磁路飽和，嚴重時燒毀電機。為了保持氣隙磁通不變，采用感應電勢與頻率之比為常數(shù)的方式進行控制。
此法優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，控制運算速度要求不高等。
此法缺點：開環(huán)控制的調(diào)速精度和動態(tài)性能較差；只控制了氣隙磁通，而不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，性能不高；由于不含有電流控制，起動時必須具有給定積分環(huán)節(jié)，以抑制電流沖擊；低頻時轉(zhuǎn)矩不足，需轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。
(2)閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制
此法是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式。在電機穩(wěn)定運行時，在轉(zhuǎn)差率很小的變化范圍內(nèi)，只要維持電機磁鏈不變，電機轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比，因此控制轉(zhuǎn)差角頻率即可控制電機轉(zhuǎn)矩。
此法優(yōu)點：基本上控制了電機轉(zhuǎn)矩，提高了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度。
此法缺點：不能真正控制動態(tài)過程的轉(zhuǎn)矩，動態(tài)性能不理想。
上述兩種控制方法基本上解決了電機平滑調(diào)速問題，但系統(tǒng)的控制規(guī)律是只依據(jù)電機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，沒有考慮過渡過程，系統(tǒng)在穩(wěn)定性、起動及低速時轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應等動態(tài)性能不高；轉(zhuǎn)矩和磁鏈是電壓幅值及頻率的函數(shù)，當僅控制轉(zhuǎn)矩時，由于I/O間的耦合會導致響應速度變慢，即使有很好的控制方案，交流電機也很難達到直流電機所能達到的性能。但這兩種控制的規(guī)律簡單，目前仍在一般調(diào)速系統(tǒng)中采用，它們適用于動態(tài)性能要求不高的交流調(diào)速場合，例如風機、水泵等負載 。
動態(tài)模型控制方法
要獲得高動態(tài)性能，必須依據(jù)交流電機的動態(tài)數(shù)學模型。它的動態(tài)數(shù)學模型是非線性多變量的，其輸入變量為定子電壓和頻率，輸出變量為轉(zhuǎn)速和磁鏈。當前較成熟的控制方法有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種。
(1)矢量控制(Vector Control，VC)
它是由Blasehlke F．在1971年提出。根據(jù)電機的動態(tài)數(shù)學模型，利用矢量變換方法，將異步電機模擬成直流電機，從而獲得良好的動態(tài)調(diào)速性能。
它可分為轉(zhuǎn)子磁場定向控制和定子磁場定向控制兩種，其中轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制以轉(zhuǎn)子磁鏈為參考坐標，通過靜止坐標系到旋轉(zhuǎn)坐標系間的坐標變換，將定子電流分解成產(chǎn)生磁鏈的勵磁分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量，并使兩分量相互獨立而解耦，然后分別對磁鏈和轉(zhuǎn)矩獨立控制。通常的控制策略是保持勵磁電流不變，改變轉(zhuǎn)矩電流來控制電機轉(zhuǎn)矩；定子磁場定向控制是將同步旋轉(zhuǎn)坐標系d軸放置在定子磁場方向上，有利于定子磁通觀測器的實現(xiàn)，減弱轉(zhuǎn)子回路參數(shù)對控制系統(tǒng)的影響，但低速運行時，定子電阻壓降不容忽略，反電勢測量誤差較大，導致定子磁通觀測不準，影響系統(tǒng)性能。若采用轉(zhuǎn)子方程實現(xiàn)磁通觀測，會增加系統(tǒng)復雜性。
此法優(yōu)點：實現(xiàn)了磁鏈與轉(zhuǎn)矩的解耦，可對它們分別獨立控制，明顯改善了控制性能。
此法缺點：對電機參數(shù)的依賴性大，而電機參數(shù)存在時變性，難以達到理想的控制效果；即使電機參數(shù)與磁鏈能被精確測量，也只有穩(wěn)態(tài)時才能實現(xiàn)解耦，弱磁時耦合仍然存在；需假設電機中只有基波正序磁勢，太理論化，不*符合實際；若解耦后的控制回路采用普通PI調(diào)節(jié)器，其性能受參數(shù)變化及各種不確定性影響嚴重。
矢量控制已獲得非常廣泛應用于交流電機控制，且為克服其缺點，它常與其他控制方法相結(jié)合來使用。
(2)直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，DTC)
它是由德國Depenbrock M．于1985年提出，它摒棄了解耦思想，直接控制電機轉(zhuǎn)矩，不需
要復雜的變換與計算，把電機和逆變器看成一個整體，采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標系下分析交流電機的數(shù)學模型，計算定子磁通和轉(zhuǎn)矩，通過PWM逆變器的開關(guān)狀態(tài)直接控制轉(zhuǎn)矩。
此法優(yōu)點：控制思路新穎，采用“砰．砰”控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，無需對定子電流解耦，靜、動態(tài)性能優(yōu)良；采用定子磁鏈進行磁場定向，只要知道定子電阻就可以把它觀測出來，使系統(tǒng)性能對轉(zhuǎn)子參數(shù)呈現(xiàn)魯棒性；可被推廣到弱磁調(diào)速范圍。
此法缺點：功率開關(guān)器件存在一定的通、斷時間，為防止同一橋臂的兩開關(guān)發(fā)生直通而短路，必須在控制信號中設置死區(qū)，但死區(qū)會使在各調(diào)制周期內(nèi)引起微小畸變，畸變積累后會使逆變器的輸出電流產(chǎn)生畸變，引起轉(zhuǎn)矩脈動，低速時死區(qū)效應更明顯；低速時定子電阻的變化引起的定子電流和磁鏈的畸變；對逆變器開關(guān)頻率提高的限制較大；無電流環(huán)，不能做電流保護，需加限流措施。
此法已逐步大量用于交流電機控制，且為克服它的缺點，常與其他控制方法相結(jié)合。VC和DTC兩法表面上不同，控制性能上各有特色，但本質(zhì)是相同的，都采用轉(zhuǎn)矩、磁鏈分別控制，其中轉(zhuǎn)矩控制環(huán)(或電流的轉(zhuǎn)矩分量環(huán))都處于轉(zhuǎn)速環(huán)的內(nèi)環(huán)，可抑制磁鏈變化對轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，使轉(zhuǎn)速和磁鏈子系統(tǒng)近似解耦 。德國EMOD交流電機廠家大量庫存
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