在交流調(diào)速系統(tǒng)中,電機作為一個關(guān)鍵的組成部分,其電磁特性對整個拖動系統(tǒng)的性能有著重要的影響。隨著變頻調(diào)速電源的應(yīng)用,電機的設(shè)計、分析和運行亦發(fā)生了很大的變化。
(一)變頻調(diào)速對電機運行的影響
對于異步電動機的變頻調(diào)速而言,從早期調(diào)頻調(diào)壓的基本控制方式,到后來實現(xiàn)磁通同轉(zhuǎn)矩解耦的矢量控制,以及直接轉(zhuǎn)矩控制方式,使異步電機的動態(tài)性能和調(diào)速精度大大提高。同時在變頻器供電下,異步電機實際運行的效率、功率因數(shù)等穩(wěn)態(tài)性能也得到很大的改善。相對于傳統(tǒng)的恒壓恒頻傳動系統(tǒng),變頻器供電下的電機運行狀況有了很大的變化。這些變化主要為:
(1)外部機械特性的變化:在常規(guī)恒頻恒壓電源供電下,電動機的機械特性是一條固定的曲線。在變頻器的調(diào)頻調(diào)壓作用下,異步電機的機械特性是一個隨電壓和頻率相關(guān)的曲線族。通過調(diào)節(jié)電機的輸入電壓和頻率,可以得到不同的轉(zhuǎn)矩。
(2)內(nèi)部電流與磁場的變化:常規(guī)電源供電下,因為電壓與頻率是恒定的,所以主磁通基本保持恒定。但是在變頻調(diào)速中,因為頻率和電壓都可改變,所以主磁通是變化的。這樣,電機的內(nèi)在性能,包括銅耗、鐵耗、效率、功率因數(shù)以及熱負荷等都將發(fā)生改變。為使變頻調(diào)速電機運行時主磁通不至使磁路飽
和,變頻裝置要滿足適當(dāng)?shù)膲海妷海╊l(頻率)比曲線要求。