| 三相异步交流电机变频调速方式以及各物理量之间的关系 |
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三相异步交流电机变频调速方式以及各物理量之间的关系
(一)结构原理：
1、空间位置散布互差120度电工角的三相对称绕组;
2、相差120度电工角的三相对称正弦交流电;
3、三相对称正弦交流电通进三相对称绕组，发生一个旋转磁场n1=60f/P;
4、转子鼠笼绕组导体由于转差△n=(n1-n2)切割磁力线，发生感应电势、感应电流;
5、转子导体电流在磁场中遭到电磁力矩，追随旋转磁场同向异步转动;
(二)工频运行时：
1、一台异步机电空载(同步)运行定子电流Io，是异步机电铁芯主旋转磁场Φo的励磁电流;
2、主旋转磁场Φo、励磁电流Io，是异步机电出厂设计值，与异步机电的工作电压相关，电压一定Io、Φo一定(相当于变压器空载运行);
3、异步机电负载运行时，负载拖着转子转速n2下降，转差△n由零增年夜，转子导体感应电流I2由零增年夜(I2=感应电势/转子等效电阻R2)，机电电磁力矩增年夜，与负载平衡;
4、此时主旋转磁场Φo的同性磁极面下的转子导体电流标的目的一致，也就是转子电流I2的转子磁场Φ2与主旋转磁场Φo交角90度，为直轴磁场;
5、此时异步机电的工作状态和直流机电的主磁场、电枢导体的电流标的目的、磁场标的目的一样，能最年夜效能的发生电磁力矩，具有和直流机电一样的机械硬特征曲线;
6、当异步机电负载继续增年夜时，转差△n继续增年夜，转子电流的频率(△nP/60)也同时增年夜，由于转子感抗X2的存在，泛起转子感性电流I2"" ，它落后I2电流 90度，它的磁场标的目的与主旋转磁场反向;
7、这时候转子电流(I2+I2"" )的磁场标的目的与主旋转磁场标的目的交角δ年夜于90度，tgδ=I2/I2"" ;
8、当异步机电负载继续增年夜到最年夜转矩时，转差△n为临界转差△n临=(n1-n2临)，I2=I2"" ，tgδ=I2/I2"" =1，δ=135度;
9、当异步机电负载继续增年夜，年夜于机电最年夜转矩时，异步机电进进非稳定区，转子转速被负载拖着下降，转差增年夜机电转矩减小，直到堵转，I2""增年夜很多，远远年夜于I2，tgδ=I2/I2"" →0，δ→180度。
10、异步机电负载运行时，定子电流除励磁电流Io不变外，由于磁势平衡原理，定子电流也追随转子电流而变化，定子绕组也同时发生一个转矩电流I1与转子转矩电流I2对应，一个无功电流I1""与转子感性电流I2""对应;
11、这样异步机电在工频电源上，空载时，电源只给定子绕组一个小的励磁电流Io，不成能再给机电任何电流;
12、只有机电负载时，定子绕组才有了追随负载转子电流的定子电流，其年夜小受负载年夜小的控制，不需要工钱控制(和变压器的负载运行一样，一次电流追随二次负载电流变化);
13、负载运行时，负载年夜小变化，转差年夜小变化，电磁转矩年夜小变化，总能与负载平衡，不用担忧负载变化时电磁转矩跟不上变化，也不需要你往控制机电电磁转矩的年夜小;
14、你只要给机电提供额定电压、额定频率，异步机电就能凭据它所带的负载轻重，哄骗它自身的转差工作原理发生响应的力矩，拖动负载基本恒速的运动，这就是异步机电的硬特征;
(三)异步机电变频调速运行：
1、当异步机电的电源频率下降，电压连结不变时，异步机电的主旋转磁场磁通会进进饱和，励磁电流Io会剧烈增年夜，造成铁心、绕组发烧，消耗增年夜，效率下降;
2、所以当异步机电的电源频率下降时，电压也要随着下降，连结励磁电流Io不变，主旋转磁场Φo不变;
3、当变频器输出频率、电压一按时，异步机电就像在工频电源上运行那样运行，空载励磁电流Io不变，主旋转磁场Φo不变，定子转矩电流I1、无功电流I1""追随转子负载转矩电流I2、转子感性电流I2""变化，负载怎样变化，异步机电都能追随负载的需要凭据自身的工作原理发生所需要电磁转矩，不需要工钱的计较和控制;
4、若是我们能检测、反馈负载的年夜小，经由过程频率调理器输出所需要的频率、电压，使转差追随负载变化，电磁转矩追随负载年夜小变化始终连结平衡，从而连结负载速度恒定是可能的，这就是变频调速的“速度闭环控制模式”，获得更硬的机械特征;
5、若是我们能检测、反馈负载的年夜小，经由过程频率调理器输出所需要的频率、电压，使转差追随负载变化，负载年夜时转速下降，负载小时转速上升，连结负载年夜小恒定，连结机电力矩恒定，这就是变频调速的“电流闭环控制模式”，获得软的机械特征;
6、异步机电变频调速时，定子电流追随转子电流变化，转子电流追随转差变化，转差追随负载变化，转子电流(I2+I2"" )的磁场标的目的与主旋转磁场标的目的交角δ，是负载年夜小、转差年夜小决议的，就是说机电自身工作原理就能凭据负载的需要提供负载所需要的电磁转矩，不需要任何机电之外的计较和控制!
7、若是不知道负载的年夜小，要往给机电定子一个电流，要转子磁场标的目的处于何种位置，是本末颠倒，作不到的工作;
8、转子感抗是转差的函数，转差一定，感抗一定，转子感性电流是一定的，定子无功电流是一定的，不能矢量控制减小这个无功电流，可以从外部抵偿机电运行所需要的无功电流!
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