電機控制

電機控制是指,對電機的啟動、加速、運轉、減速及停止進行的控制。根據不同電機的類型及電機的使用場合有不同的要求及目的。

基本信息

介紹

電機控制是指,對電機的啟動、加速、運轉、減速及停止進行的控制。根據不同電機的類型及電機的使用場合有不同的要求及目的。對於電動機,通過電機控制,達到電機快速啟動、快速回響、高效率、高轉矩輸出及高過載能力的目的。

啟動控制

三相異步電機啟動方式包括:全電壓直接啟動、降壓啟動、增加轉子迴路電阻啟動。

對於降壓啟動,主要包括:自耦變壓器啟動、星-三角變化啟動、變電壓啟動。異步電機啟動時,轉子處於靜止狀態,其轉差率s=1。此時,T型等效電路的轉子側阻值很低,因此啟動電流的大小較大,通過降壓啟動可以降低啟動電流。由於異步電機的啟動轉矩與電壓平方成正比,因此對於降壓啟動需要保證電機具有一定的啟動能力。

增加轉子迴路啟動的方法適用於繞線式轉子、深槽轉子及雙籠式轉子。對於鼠籠式轉子無法使用該方法。

增加異步電機轉子電阻時,電機的最大轉矩將不會受到影響,但最大轉矩的出現點將發生移動,電機轉矩-轉差率曲線將沿轉差率軸壓縮。由於電機曲線關於轉差率呈現先上升後下降的趨勢,因此電機的啟動轉矩將增大。但其數值受電機最大轉矩的影響。

單相異步電機的啟動方式包括:電容啟動、電阻啟動、PTC啟動等、罩極啟動等。

由於感應電機單相繞組在轉子靜止時,無法產生旋轉磁勢,因此只有單相繞組的異步電機無法自啟動。對此,需要在單相異步電機上安裝有於主繞組成90°的輔助繞組。該繞組主要用於電機的啟動,當電機啟動完成後可以切斷該繞組或用於電機的運轉。

為了使電機產生旋轉磁勢,就必須使電機繞組在轉子靜止時能夠產生旋轉磁勢。為此,需要有在空間上互成90°的兩個繞組,並通入相位上互差90°的電流。由於電機繞組成感性、因此可以利用電容和電阻使2個繞組互成90°。PTC啟動,是使用PTC電阻,當電機運轉到一定速度後,電機的溫度將升高,此時PTC電阻達到劇里溫度,電阻自動切斷。

同步電機由於轉子以同步速旋轉,不存在轉差率。當轉子的速度與同步速相差較大時,將產生失步現象,因此無法自啟動。同步電機的啟動方式包括:變頻啟動、異步電機帶動啟動、線性電機自啟動。

對於變頻啟動,通常設定啟動電壓頻率的變化率,當電機運轉到額定轉速的60至80後,向電機加入額定頻率,直接帶入同步。異步電機帶動啟動類似。對於線性電機,其轉子結構為永磁體+鼠籠。鼠籠用於啟動過程。當電機運轉至同步速後,鼠籠不再產生電磁轉矩。

調速控制

電機調速方法包括:串電阻調速、變頻調速、變極調速及矢量控制、直接轉矩控制等。

串電阻調速主要用於異步電機。調速範圍受到電機最大轉矩限制。

變頻調速適用於感應電機。通過調節同步速達到調速的目的。

變極調速通過改變電機極數,產生1/2、1/3...的轉速。

矢量控制技術是由德國學者Blaschke在1971年提出的。通過對電機的勵磁繞組和電樞繞組解耦,使控制感應電機與控制直流電機一樣。通過分別調節電機勵磁與電樞電流的大小,來控制電機的轉矩、轉速、反電動勢等。

直接轉矩控制由德國學者Depenbrock於1985年提出。它直接控制定子磁鏈空間矢量和電磁轉矩,具有快速回響的能力。

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