在交流调速系统中,电机作为一个关键的组成部分,其电磁特性对整个拖动系统的性能有着重要的影响。随着变频调速电源的应用,电机的设计、分析和运行亦发生了很大的变化。
(一)变频调速对电机运行的影响
对于异步电动机的变频调速而言,从早期调频调压的基本控制方式,到后来实现磁通同转矩解耦的矢量控制,以及直接转矩控制方式,使异步电机的动态性能和调速精度大大提高。同时在变频器供电下,异步电机实际运行的效率、功率因数等稳态性能也得到很大的改善。相对于传统的恒压恒频传动系统,变频器供电下的电机运行状况有了很大的变化。这些变化主要为:
(1)外部机械特性的变化:在常规恒频恒压电源供电下,电动机的机械特性是一条固定的曲线。在变频器的调频调压作用下,异步电机的机械特性是一个随电压和频率相关的曲线族。通过调节电机的输入电压和频率,可以得到不同的转矩。
(2)内部电流与磁场的变化:常规电源供电下,因为电压与频率是恒定的,所以主磁通基本保持恒定。但是在变频调速中,因为频率和电压都可改变,所以主磁通是变化的。这样,电机的内在性能,包括铜耗、铁耗、效率、功率因数以及热负荷等都将发生改变。为使变频调速电机运行时主磁通不至使磁路饱
和,变频装置要满足适当的压(电压)频(频率)比曲线要求。