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三相異步交流電機變頻調速方式以及各物理量之間的關系

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三相異步交流電機變頻調速方式以及各物理量之間的關系
(一)結構原理：
1、空間位置散布互差120度電工角的三相對稱繞組;
2、相差120度電工角的三相對稱正弦交流電;
3、三相對稱正弦交流電通進三相對稱繞組，發生一個旋轉磁場n1=60f/P;
4、轉子鼠籠繞組導體由于轉差△n=(n1-n2)切割磁力線，發生感應電勢、感應電流;
5、轉子導體電流在磁場中遭到電磁力矩，追隨旋轉磁場同向異步轉動;
(二)工頻運行時：
1、一臺異步機電空載(同步)運行定子電流Io，是異步機電鐵芯主旋轉磁場Φo的勵磁電流;
2、主旋轉磁場Φo、勵磁電流Io，是異步機電出廠設計值，與異步機電的工作電壓相關，電壓一定Io、Φo一定(相當于變壓器空載運行);
3、異步機電負載運行時，負載拖著轉子轉速n2下降，轉差△n由零增年夜，轉子導體感應電流I2由零增年夜(I2=感應電勢/轉子等效電阻R2)，機電電磁力矩增年夜，與負載平衡;
4、此時主旋轉磁場Φo的同性磁極面下的轉子導體電流標的目的一致，也就是轉子電流I2的轉子磁場Φ2與主旋轉磁場Φo交角90度，為直軸磁場;
5、此時異步機電的工作狀態和直流機電的主磁場、電樞導體的電流標的目的、磁場標的目的一樣，能最年夜效能的發生電磁力矩，具有和直流機電一樣的機械硬特征曲線;
6、當異步機電負載繼續增年夜時，轉差△n繼續增年夜，轉子電流的頻率(△nP/60)也同時增年夜，由于轉子感抗X2的存在，泛起轉子感性電流I2"" ，它落后I2電流 90度，它的磁場標的目的與主旋轉磁場反向;
7、這時候轉子電流(I2+I2"" )的磁場標的目的與主旋轉磁場標的目的交角δ年夜于90度，tgδ=I2/I2"" ;
8、當異步機電負載繼續增年夜到最年夜轉矩時，轉差△n為臨界轉差△n臨=(n1-n2臨)，I2=I2"" ，tgδ=I2/I2"" =1，δ=135度;
9、當異步機電負載繼續增年夜，年夜于機電最年夜轉矩時，異步機電進進非穩定區，轉子轉速被負載拖著下降，轉差增年夜機電轉矩減小，直到堵轉，I2""增年夜很多，遠遠年夜于I2，tgδ=I2/I2"" →0，δ→180度。
10、異步機電負載運行時，定子電流除勵磁電流Io不變外，由于磁勢平衡原理，定子電流也追隨轉子電流而變化，定子繞組也同時發生一個轉矩電流I1與轉子轉矩電流I2對應，一個無功電流I1""與轉子感性電流I2""對應;
11、這樣異步機電在工頻電源上，空載時，電源只給定子繞組一個小的勵磁電流Io，不成能再給機電任何電流;
12、只有機電負載時，定子繞組才有了追隨負載轉子電流的定子電流，其年夜小受負載年夜小的控制，不需要工錢控制(和變壓器的負載運行一樣，一次電流追隨二次負載電流變化);
13、負載運行時，負載年夜小變化，轉差年夜小變化，電磁轉矩年夜小變化，總能與負載平衡，不用擔憂負載變化時電磁轉矩跟不上變化，也不需要你往控制機電電磁轉矩的年夜小;
14、你只要給機電提供額定電壓、額定頻率，異步機電就能憑據它所帶的負載輕重，哄騙它自身的轉差工作原理發生響應的力矩，拖動負載基本恒速的運動，這就是異步機電的硬特征;
(三)異步機電變頻調速運行：
1、當異步機電的電源頻率下降，電壓連結不變時，異步機電的主旋轉磁場磁通會進進飽和，勵磁電流Io會劇烈增年夜，造成鐵心、繞組發燒，消耗增年夜，效率下降;
2、所以當異步機電的電源頻率下降時，電壓也要隨著下降，連結勵磁電流Io不變，主旋轉磁場Φo不變;
3、當變頻器輸出頻率、電壓一按時，異步機電就像在工頻電源上運行那樣運行，空載勵磁電流Io不變，主旋轉磁場Φo不變，定子轉矩電流I1、無功電流I1""追隨轉子負載轉矩電流I2、轉子感性電流I2""變化，負載怎樣變化，異步機電都能追隨負載的需要憑據自身的工作原理發生所需要電磁轉矩，不需要工錢的計較和控制;
4、若是我們能檢測、反饋負載的年夜小，經由過程頻率調理器輸出所需要的頻率、電壓，使轉差追隨負載變化，電磁轉矩追隨負載年夜小變化始終連結平衡，從而連結負載速度恒定是可能的，這就是變頻調速的“速度閉環控制模式”，獲得更硬的機械特征;
5、若是我們能檢測、反饋負載的年夜小，經由過程頻率調理器輸出所需要的頻率、電壓，使轉差追隨負載變化，負載年夜時轉速下降，負載小時轉速上升，連結負載年夜小恒定，連結機電力矩恒定，這就是變頻調速的“電流閉環控制模式”，獲得軟的機械特征;
6、異步機電變頻調速時，定子電流追隨轉子電流變化，轉子電流追隨轉差變化，轉差追隨負載變化，轉子電流(I2+I2"" )的磁場標的目的與主旋轉磁場標的目的交角δ，是負載年夜小、轉差年夜小決議的，就是說機電自身工作原理就能憑據負載的需要提供負載所需要的電磁轉矩，不需要任何機電之外的計較和控制!
7、若是不知道負載的年夜小，要往給機電定子一個電流，要轉子磁場標的目的處于何種位置，是本末顛倒，作不到的工作;
8、轉子感抗是轉差的函數，轉差一定，感抗一定，轉子感性電流是一定的，定子無功電流是一定的，不能矢量控制減小這個無功電流，可以從外部抵償機電運行所需要的無功電流!

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