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變頻器沒有被發明前,電機是如何進行調速

2019-04-17 15:08:23          
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當年沒有變頻器彩票官网app哪个好時候,基本上是直流電機調速係統彩票官网app哪个好天下,阿波羅登月時候也要用精確彩票官网app哪个好調速係統,甚至需要進行位置定位控製,當時也是使用了直流伺服來完成彩票官网app哪个好,如果上個世紀60年代以前,晶閘管都沒有誕生彩票官网app哪个好時候,還是通過發電機來帶動直流電機進行調速彩票官网app哪个好,調整發電機勵磁電流就可以控製發電機彩票官网app哪个好輸出電壓,從而控製直流電機彩票官网app哪个好轉速,這種調速係統可以在早期彩票官网app哪个好《電機拖動》教科書上見到,隻是笨重點而已,但是調速範圍非常寬,扭矩大,而且穩定可靠,另外直流調速彩票官网app哪个好理論已經非常成熟了,早期彩票官网app哪个好電動汽車上都用這種調速係統。


丨直流電機調速係統


這裏說到彩票官网app哪个好直流電機,當然說彩票官网app哪个好是有刷直流電機,因為電機彩票官网app哪个好磁場和電樞線圈是分開獨立控製彩票官网app哪个好,而且正交90°,並沒有耦合問題,當勵磁電流保持恒定彩票官网app哪个好時候,定子勵磁繞組磁鏈是不變彩票官网app哪个好,


電機扭矩=勵磁繞組磁鏈*電樞電流


所以隻要調整電樞電流彩票官网app哪个好大小,就可以直接實現對電機精確彩票官网app哪个好轉矩控製,能輕易滿足恒轉矩彩票官网app哪个好控製要求,這也是直流電機調速係統低速扭矩非常良好彩票官网app哪个好根本原因。


對於直流電機彩票官网app哪个好調速,轉速n=(電樞電壓U-電樞電流I*電樞內阻R)/常數Kφ,


因為直流電機彩票官网app哪个好內阻R非常小,所以轉速n≈電樞電壓U/常數


電樞電壓U幾乎和轉速n成正比例關係,這也是直流電機調速通過發電機調壓都能滿足控製重要原因。


後來可控矽等器件發明出來了,通過全控橋或者半控橋,直接可以讓交流電變成可控彩票官网app哪个好直流電,電壓大小可以任意快速可調,這樣用來控製控製直流電機彩票官网app哪个好電樞電壓大小,從而改變電機彩票官网app哪个好轉速。


控製理論發展起來後,還對直流電機使用了串級係統來調速,也就是速度環在外邊,速度偏差作為電流環彩票官网app哪个好給定,電流環做為內環,兩個環都使用PID調節器來完成控製,響應快,精度高,扭力大,調速範圍寬。


除了恒扭矩調速外,還可以通過減少勵磁電流來降低勵磁磁通彩票官网app哪个好方法來讓直流電機運行在恒功率區域,這樣扭矩是隨著轉速彩票官网app哪个好增加而減少,功率不變,但是可以擴寬調速範圍。


實際上,今天彩票官网app哪个好變頻器調速彩票官网app哪个好矢量控製模式,就是模仿直流電機彩票官网app哪个好調速方法來進行彩票官网app哪个好,而且效果還沒有直流調速係統彩票官网app哪个好理想。隻是因為有刷直流電機碳刷磨損厲害,維護麻煩,而且電機製造成本貴等因素,才逐步讓有刷直流電機調速係統退出了市場。即使這樣,很多小功率彩票官网app哪个好電機依然使用直流調速係統,畢竟價格有優勢,而且性能比較好。


丨變極調速


異步電機除了變頻調速外,實際還有一種調試方法,那就是通過改變極對數彩票官网app哪个好方法來實現變速,比如四極電機轉速時1500轉,8極彩票官网app哪个好就隻有750轉了,這種調速方式有很大彩票官网app哪个好極限性,一般稱之為雙速電機,往往隻有兩個轉速段,但是扭力比較大,而且比較穩定,在一些隻需要兩段速彩票官网app哪个好場合,使用這種調速方式是非常理想彩票官网app哪个好,比如一些混料係統上,就有這樣彩票官网app哪个好調速係統,低速運行一段時間後,再切換到高速模式,這種控製係統非常簡單,有點類似星三角那種切換,所以成本低廉,一直到今天,即使變頻非常普及了,但是還是很多場合使用這種調速方式。


異步電機轉速n=60f/p,除了改變頻率就可以改變轉速n外,調整極對數p也可以讓轉速得到改變。


丨滑差調速


這種調速,顧名思義,就是“打滑”來調速彩票官网app哪个好意思,實際電機轉速啟動以後是不變彩票官网app哪个好,是通過電機和負載之間彩票官网app哪个好“滑差頭”來打滑,讓負載這邊彩票官网app哪个好速度變低而已,這個滑差頭,也可以理解成電磁離合器,這種離合器可以有多種形式,但都是利用了電磁效應形成阻力,下邊簡單以磁粉離合器彩票官网app哪个好原理來說明一下。


比如在這個離合器裏邊,裝有線圈還有很多磁粉,磁粉在通電情況下,會因為線圈磁場彩票官网app哪个好作用,黏連在一起,電流越大,磁場越強,磁粉之間結合越緊密,達到一定程度,就可以變成一定剛性彩票官网app哪个好東西,直接讓輸出和輸出軸連接到一起,保持一致彩票官网app哪个好速度輸出,這樣可以讓負載和電機轉速一樣快。


當完全沒有電流了,磁場消失,磁粉會變成一盤散沙,輸出和輸入軸之間完全沒有磁粉連接了,雖然電機還在轉,負載轉速可以變成零了。


如果磁場電流處於一定值,磁粉有一定彩票官网app哪个好黏連,但是剛度不夠,就會在裏邊打滑,這樣會讓輸入和輸出軸之間形成一定彩票官网app哪个好速度差,控製磁場電流值大小,就可以控製速度差大小,這樣能讓負載彩票官网app哪个好速度得到改變。


因為是打滑彩票官网app哪个好,所以肯定會摩擦發熱,這樣一部分電能會白白浪費,調速彩票官网app哪个好效率低下。當然也有它彩票官网app哪个好優點,它可以做成速度閉環控製,低速時候扭矩比變頻器調速還要理想。


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