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电机控制

电机控制是指,对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。

电机控制是指,对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。对于电动机,通过电机控制,达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。

三相异步电机启动方式包括:全电压直接启动降压启动、增加转子回路电阻启动。

对于降压启动,主要包括:自耦变压器启动、星-三角变化启动、变电压启动。异步电机启动时,转子处于静止状态,其转差率s=1。此时,T型等效电路的转子侧阻值很低,因此启动电流的大小较大,通过降压启动可以降低启动电流。由于异步电机的启动转矩与电压平方成正比,因此对于降压启动需要保证电机具有一定的启动能力。

增加转子回路启动的方法适用于绕线式转子、深槽转子及双笼式转子。对于鼠笼式转子无法使用该方法。

增加异步电机转子电阻时,电机的最大转矩将不会受到影响,但最大转矩的出现点将发生移动,电机转矩-转差率曲线将沿转差率轴压缩。由于电机曲线关于转差率呈现先上升后下降的趋势,因此电机的启动转矩将增大。但其数值受电机最大转矩的影响。

单相异步电机的启动方式包括:电容启动、电阻启动、PTC启动等、罩极启动等。

由于感应电机单相绕组在转子静止时,无法产生旋转磁势,因此只有单相绕组的异步电机无法自启动。对此,需要在单相异步电机上安装有于主绕组成90°的辅助绕组。该绕组主要用于电机的启动,当电机启动完成后可以切断该绕组或用于电机的运转。

为了使电机产生旋转磁势,就必须使电机绕组在转子静止时能够产生旋转磁势。为此,需要有在空间上互成90°的两个绕组,并通入相位上互差90°的电流。由于电机绕组成感性、因此可以利用电容和电阻使2个绕组互成90°。PTC启动,是使用PTC电阻,当电机运转到一定速度后,电机的温度将升高,此时PTC电阻达到剧里温度,电阻自动切断。

同步电机由于转子以同步速旋转,不存在转差率。当转子的速度与同步速相差较大时,将产生失步现象,因此无法自启动。同步电机的启动方式包括:变频启动、异步电机带动启动、线性电机自启动。

对于变频启动,通常设定启动电压频率的变化率,当电机运转到额定转速的60至80后,向电机加入额定频率,直接带入同步。异步电机带动启动类似。对于线性电机,其转子结构为永磁体+鼠笼。鼠笼用于启动过程。当电机运转至同步速后,鼠笼不再产生电磁转矩

电机调速方法包括:串电阻调速、变频调速、变极调速及矢量控制、直接转矩控制等。

串电阻调速主要用于异步电机。调速范围受到电机最大转矩限制。

变频调速适用于感应电机。通过调节同步速达到调速的目的。

变极调速通过改变电机极数,产生1/2、1/3...的转速。

矢量控制技术是由德国学者Blaschke在1971年提出的。通过对电机的励磁绕组和电枢绕组解耦,使控制感应电机与控制直流电机一样。通过分别调节电机励磁与电枢电流的大小,来控制电机的转矩、转速、反电动势等。

直接转矩控制由德国学者Depenbrock于1985年提出。它直接控制定子磁链空间矢量和电磁转矩,具有快速响应的能力。

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