三相异步电动机论文（汇总8篇）之第四篇
摘要：随着经济快速发展,我国作为人口大国,能源消耗量巨大,如何提高能源利用率就成为了迫切需要解决的问题,现今,我国各个行业的在用电机绝大多数都是属于小型异步电动机,在电机节能的领域,我国还存在较大的开发潜力,而异步电动机变频调速系统作为一种调速性能好、效率高的调速方法,被广泛运用于工业发展中,在当代工业领域中各种设备运用中显示出较强的优势,本文就三相异步电动机变频调速系统控制来进行一个剖析。
关键词：异步电动机,变频调速,节能
随着科技的进步,电力控制系统日趋完善,虽然当前市场中存在着较多种类的异步电机调速系统,但是变频调速作为一种性能好、效率高、应用广的调速系统获得了大众的青睐,被作为主要的控制方式广泛运用于工业自动化中。三相异步电动机在使用的过程中存在着调速难度大的问题,但是其结构简单、价格优惠、性能较好,在变频器调速技术的助力下使用范围迅速扩张,发展到现今为止,变频器不仅在传统电力系统中被广泛运用,工业生产的各个领域、各种家电产品中也使用到了变频器,通过对于三相异步电动机变频调速系统的使用,能够使得电机工作效率有效提高,达到节约电能的作用。
1 三相异步电动机原理分析
电机作为一种能够将电能与机械能进行相互转换的电工设备,作为实现电能与机械能相关转换的重要媒介,电机转换能量离不开电磁感应原理,发电机可以将机械能转换为电能,电动机可以将电能转换为机械能。三相异步电动机大致可以划分为两个基本部分,分别是定子和转子,定子是固定部分,转子是旋转部分,当三相电源被接入三相定子绕组中就会产生旋转磁场,电源的频率以及电动机的极数直接决定转速的大小,在旋转磁场中转子与定子相对运动,切割磁场,当产生感应电流时,转子受到力的作用就会旋转起来,综上所述三相异步电动机需要三个条件,分别是旋转磁场、转子与磁场旋转方向相同、同步转速必须大于转子转速,在这三个条件的催化下,电动机得以驱动。
2 变频调速系统原理分析
当前的工业生产中,变频调速系统被广泛运用,但是作为影响变频调速系统的控制量,交流电源的频率对于其影响是最大的也是最为直接的。在实际的使用过程中,变频器被加装在电动机后面,成为改变电源频率的重要设备,变频器主要由单片机及功率模块组成,当电动机需要接通电源时,电源的交流电必须通过变频器进行转化,电源由交流电转化为直流电再变成变流电源,变频器通过感受电动机的转速信号,从而对变流电源的频率、电压进行改变,为电动机提供其实际需要的电压,达到无极调速节能的目的。
3 三相异步电动机变频调速系统控制研究意义
变频调速系统的逐步发展与优化使得其在当今社会中占有重要的地位,无论是经济建设还是国防科技中都需要利用这种技术,同时伴随着电力技术的不断发展,调速系统逐渐演变成为一种新潮流,三相异步电动机变频调速系统的运用领域被逐渐拓展,各个行业各个领域都有其运用,但是在交流调速研究方面,我国与发达国家还是存在一定差距的,这个主要由于我国对于该项技术研究起步较晚,因而在基础力量方面而言显得尤为薄弱,无论是技术研究,还是相关研究人员的培养,而且我国很多产品都是运用的最为基础的SOWM控制,在高端技术研究方面还是处于空白状态,因此在当前的社会状态下,如何提升我国异步电动机变频调速系统是必须要考虑的问题,研究出新型的控制技术对于提升电机工作效率、节约能源是有非常积极的意义的。在变频调速技术发展的五十年进程中,其已经逐渐发展成为一门涵盖电子技术、控制技术、变频技术等众多学科交叉的综合性学科,随着研究的不断深入,其已经成为了一套较为完整的科协体系,在各个行业如电力工程、电子仪器、国防、工业自动化等方面发挥着不可替代的作用。
4 三相异步电动机变频调速系统控制方式
当前市场上三相异步电动机变频调速系统采用的最为主要的技术是SPWM,为了提高功率主电路的效率、稳定性及控制性,功率控制器件引入了IGBT,在参数运算及控制上采用了DSP作为控制核心,使得变频调速系统的操作性大大增强。在生成SPWM的过程中经常会用到的三种方法分别是数字化电路生成模式、专用集成芯片生成方式以及模拟电路生成,在这三种方法中,专用集成芯片生成方式具有较强优势被得到了广泛的运用,MA818、MA838、SA838等一系列芯片都是近年来运用较多的,通过这些芯片系列实现外围控制功能,但是在系统结构方面其依然具有较为复杂的特点。数字电路生成的方式利用计算机作为载体,结合数字模型,然后进行一系列运算从而得出SPW波,数字电路生成方式具有占内存、调频范围小的缺陷,同时还与系统精度之间存在冲突。模拟电路生成的模式较为复杂,同时其涉及硬件多,且抗干扰能力弱,在实际的运用过程中难以达到最优效果。
脉冲宽度调制技术将直流电压转换为电压脉冲列,在导通与关断中运用半导体开关器件,这种控制技术是通过控制电压的脉冲宽度从而使得其变压变频的目的,而正弦脉宽调制则是通过控制回路来近似正弦电压波。在高频脉冲宽度调制中,开关频率与谐波含量是成反比例发展的,电压的叠加是通过多个逆变器实现的,从而达到波形重构方式,波形重构级数与最低谐波次数是成正比例发展的,主电路以及控制电路在很大程度上决定了控制难度,在电压调借方面存在难度,因而此种方式一般只适用于大功率逆变电源。在当前变频电源中,主要有两种脉冲宽度调制技术可供使用,开关点预置控制方式及SPWM方案,两种技术各有自身存在的优势与不足,就开关点预置控制方式而言,起源较早,并且在发展的过程中不断得到优化,其具有损耗小、频率低的优点,在电压利用率上也占有一定的优势,并得到了长足的研究,被人们所熟知,但是发展到至今开关点预置控制方式依然没有在实际操作中进行运用,其对于计算高效准时在现有的设备条件下还是具有一定实现难度,因而使得其在实际运用中受阻,采用离线控制的方式,在无需调节电源的情况下还是可以使用的。另外一直能够技术SPWM方案虽然具有开关损耗大的缺点,但是其可以通过调节开关频率来实现低次谐波的减少,改变脉冲宽度使得输出电压得到调节。
总结
变频调速系统在社会中的运用使得人们对其已经非常熟悉,其具备的功能全、利用率高的优势使其成为了当下使用最广泛的交流调速方法,并且在未来的科技发展过程中,其仍然具有被无限开发的潜力,正是由于其存在的优势与潜力获得了大众的认可,并将得到持续不断的研究与开发,为了更好的适应当前社会发展的需求,三相异步电动机变频调速系统将会逐步走向方便化、专一化、灵活化,使得其能够运用到更加广泛的领域中,有效延长设备使用寿命,提供设备工作效率,节约能源提高经济效益,三相异步电动机变频调速系统的不断优化与升级能够有效的推动我国经济健康、持续的发展。
参考文献
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