日期：2022-08-08 14:45:56瀏覽量：78592
要改變無刷直流減速電機的轉速，可以從以下三個方面入手：
1.為了改變定子旋轉磁場的轉速n1，改變異步電機定子繞組的極對數P，即所謂的變極調速(不能均勻調速)。2.改變電機所接電源的頻率以改變n1，即所謂的變頻調速；3.改變電機的轉差率S。
(1)改變加定子的端電壓，因此需要用調壓器調壓；(2)改變定子電阻或漏抗，因此必須在定子串聯外加電阻或電抗器；(3)改變轉子電阻，為此采用繞線電機，將轉子電路串入外加電阻；(4)改變轉子電抗，因此必須將電抗或電容器串入轉子電路。5）調速電機在轉子電路中引入轉差率F2=SF1的外加電勢，因此必須使用另一臺電機提供所需的外加電勢。電機可與原電機共軸，也可與原電機共軸，從而將幾臺電機串聯起來，達到調速的目的，稱為串級調速。串級調速可以用可控硅調速代替。其基本原理是：先用半導體整流器將異步電機轉子電路中的轉差頻率交流電流整流為直流，再通過可控硅逆變器將直流變?yōu)榻涣?，送回交流電網。此時，逆變器的電壓相當于轉子電路中的電勢，控制逆變器的逆變角，可以改變逆變器的電壓，即轉子電路中的電勢，從而達到調速的目的。從以上分析可以看出，異步電機的調速方法有很多，調速電機主要有三種，即變極調速、變頻調速和改變轉子電阻調速。
二、變極調速。由于無刷直流減速電機正常運行時的轉差率S很小，電機的轉速n=n1(1-S)取決于同步轉速n1。從n1=60f1/P可以看出，當電源頻率f1不變時，定子繞組的極對數P會發(fā)生變化。例如，當極對數翻倍時，同步速度會下降一半，然后電機的速度會下降一半左右。顯然，這種調速方法只能一級一級地改變速度，而不能平穩(wěn)調速。
變極電機一般采用鼠籠轉子，因為鼠籠轉子的極對數可以隨著定子極對數的變化而自動變化，使轉子磁場的極對數總是相等，產生平均電磁轉矩。如果是繞組轉子，當定子極對數發(fā)生變化時，轉子繞組必須相應地改變連接方式，以獲得與定子相同的極對數，這非常不方便。
要使定子有兩個極對數，很容易得到的方法是使用兩個極對數不同的定子繞組，每次使用其中一個，即所謂的雙繞組變極。顯然，這是一種非常不經濟的方法，只在特殊情況下使用。理想的方法是：只安裝一套定子繞組，通過改變繞組連接獲得兩個或兩個以上的極對數，即所謂的單繞組變極。對于倍極比（如2/4、4/8等），單繞組變極已經被人們采用。隨著科學技術的發(fā)展，單繞組變極也被廣泛應用于非倍極比（如4/6、6/8等）和三速（如4/6/8等）。
三、變頻調速。當電源頻率f1發(fā)生變化時，同步轉速n1=60f1/P與頻率成正比，因此電機的轉速n也發(fā)生變化，因此改變電源頻率可以平穩(wěn)調節(jié)異步電機的轉速。變頻調速可分為U/F控制、轉差頻率控制、矢量控制和直接轉矩控制等。(1)U/F控制。U/F控制是基于改變電源頻率調速，保證調速電機磁通不變的思想，獲得理想的轉矩-速度特性。這種控制方法基本上用于通用變頻器。U/F控制變頻器結構非常簡單，缺點是變頻器采用開環(huán)控制，無法達到較高的控制性能，低頻時必須進行轉矩補償，以提高低頻轉矩特性。（2）轉差頻率控制。轉差頻率控制是一種直接控制轉矩的控制方法。在U/F控制的基礎上，根據知道異步電機實際轉速對應的電源頻率，并根據預期轉矩調整變頻器的輸出頻率，使電機具有相應的輸出轉矩。這種控制方法需要在控制系統(tǒng)中安裝速度傳感器，有時還會增加電流反饋來控制頻率和電流，因此是一種閉環(huán)控制方法。該方法能使變頻器穩(wěn)定性好，對快速加減速和負載變化有良好的響應特性。
（3）矢量控制。矢量控制是通過矢量坐標電路控制電機定子電流的大小和相位，分別控制D、q、O坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流，從而達到控制電機轉矩的目的。通過控制各矢量的作用順序、時間和零矢量的作用時間，可以形成各種PWM波，達到不同的控制目的，如形成開關次數最少的PWM波，以減少開關損耗。目前，變頻器中實際應用的矢量控制模式主要有兩種：基于特殊頻率控制的矢量控制模式和無速度傳感器的矢量控制模式。
基于轉差頻率的矢量控制模式與轉差頻率控制模式的正常特性相同，但基于轉差頻率的矢量控制也通過坐標變換控制電機定子電流的相位。滿足一定條件，消除轉矩電流過渡過程中的波動。因此，基于轉差頻率的矢量控制模式可以大大提高輸出特性。但該控制模式屬于閉環(huán)模式，需要在電機上安裝速度傳感器，因此應用范圍有限。
無速度傳感器矢量控制是通過坐標變換分別控制勵磁電流和扭矩電流，然后通過控制電機定子繞組上的電壓和電流來識別轉速，從而達到控制勵磁電流和扭矩電流的目的。該控制方法調速范圍廣，啟動扭矩大，工作可靠，操作方便，但計算復雜，一般需要專用處理器進行計算。因此，該方法的實時性并不理想，控制精度受計算精度的影響。
（4）直接扭矩控制。直接扭矩控制是利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電機的數學模型，控制電機的磁鏈和扭矩，通過檢測定子電阻達到觀察定子磁鏈的目的，從而節(jié)省了矢量控制等復雜的變換計算。系統(tǒng)直觀簡潔，計算速度和精度均高于矢量控制模式。即使在開環(huán)狀態(tài)下，也能輸出100%的額定扭矩，對變頻器向多臺電機供電的多拖動具有負荷平衡功能。
