德國EMOD交流電機(jī)廠家大量庫存
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交流電動機(jī)是一種將交流電的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置,。交流電動機(jī)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(jī)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(jī)分為同步交流電動機(jī)和感應(yīng)電動機(jī)兩種 ,。
三相交流電動機(jī)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(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成,，交流電動機(jī)分為同步交流電動機(jī)和感應(yīng)電動機(jī)兩種。兩種電機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)子繞組通常需要激磁機(jī)需要供給直流電（激磁電流）,；而感應(yīng)電動機(jī)則轉(zhuǎn)子繞組則無需通入電流。
三相交流電動機(jī)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(jī)按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速率可分為同步電動機(jī)和異步電動機(jī)（或稱非同步電動機(jī)）兩種,。同步電動機(jī)不管負(fù)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(jī)的轉(zhuǎn)速則不是恒定的,，它決定于負(fù)載的大小和電源電壓,。三相異步電動機(jī)中又有無整流子電機(jī)和有整流子電機(jī)之分。實際應(yīng)用的異步電動機(jī)絕大多數(shù)是無整流器的感應(yīng)電動機(jī)（但并聯(lián)與串聯(lián)的三相異步整流子電動機(jī)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(jī)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(yùn)輸,、國防、商業(yè)及家用電器,、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用,。
工作原理
感應(yīng)電動機(jī)的原理
感應(yīng)電動機(jī)又稱“異步電動機(jī)，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(yīng)電動機(jī)的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)體,，通常多呈鼠籠狀。定子是電動機(jī)中不轉(zhuǎn)動的部分,，主要任務(wù)是產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,。旋轉(zhuǎn)磁場并不是用機(jī)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(dāng)于一個旋轉(zhuǎn)的磁場。這種電動機(jī)并不像直流電動機(jī)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(jī)和三相電動機(jī),，單相電動機(jī)用在如洗衣機(jī)，電風(fēng)扇等,；三相電動機(jī)則作為工廠的動力設(shè)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(yùn)動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流,。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)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(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時，感應(yīng)電流逐漸減小,，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小,，當(dāng)異步電動機(jī)工作在電動機(jī)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(jī)
同步電動機(jī)的構(gòu)造大致上與交流發(fā)電機(jī)相同,，它與感應(yīng)電動機(jī)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(jī)供拾直流電交激磁電流)。
同步電動機(jī)是屬于交流電機(jī),，定子繞組與異步電動機(jī)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(jī),。正由于這樣,，同步電動機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機(jī)是一個容性負(fù)載,。為此,，在很多時候，同步電動機(jī)是用以改進(jìn)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(yīng)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(jī)本質(zhì)上為非線性,、多變量、強(qiáng)耦合,、參數(shù)時變,、大干擾的復(fù)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(fù)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(yīng)用于交流電機(jī)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(yán)重時燒毀電機(jī),。為了保持氣隙磁通不變，采用感應(yīng)電勢與頻率之比為常數(shù)的方式進(jìn)行控制,。
此法優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單,，工作可靠，控制運(yùn)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(bǔ)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(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時，在轉(zhuǎn)差率很小的變化范圍內(nèi),，只要維持電機(jī)磁鏈不變,，電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)矩,。
此法優(yōu)點：基本上控制了電機(jī)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(jī)平滑調(diào)速問題,，但系統(tǒng)的控制規(guī)律是只依據(jù)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)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(yīng)等動態(tài)性能不高,；轉(zhuǎn)矩和磁鏈?zhǔn)请妷悍导邦l率的函數(shù)，當(dāng)僅控制轉(zhuǎn)矩時,，由于I/O間的耦合會導(dǎo)致響應(yīng)速度變慢,，即使有很好的控制方案，交流電機(jī)也很難達(dá)到直流電機(jī)所能達(dá)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(fēng)機(jī),、水泵等負(fù)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(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,。它的動態(tài)數(shù)學(xué)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(dāng)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(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用矢量變換方法,，將異步電機(jī)模擬成直流電機(jī),，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(biāo),，通過靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系間的坐標(biāo)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(jī)轉(zhuǎn)矩,；定子磁場定向控制是將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)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(yùn)行時,，定子電阻壓降不容忽略，反電勢測量誤差較大,，導(dǎo)致定子磁通觀測不準(zhǔn),，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(fù)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(jī)參數(shù)的依賴性大，而電機(jī)參數(shù)存在時變性,，難以達(dá)到理想的控制效果,；即使電機(jī)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(shè)電機(jī)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(yán)重,。
矢量控制已獲得非常廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)矩,，不需
要復(fù)雜的變換與計算，把電機(jī)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(biāo)系下分析交流電機(jī)的數(shù)學(xué)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(jìn)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(shè)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(yīng)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(hù),，需加限流措施。
此法已逐步大量用于交流電機(jī)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(jī)廠家大量庫存
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