第1章 變頻調(diào)速與變頻器的基本結(jié)構(gòu)原理

1.1 異步電動(dòng)機(jī)的兩種調(diào)速方式

當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相交流電后，定子繞組會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與交流電源的頻率f和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p有如下關(guān)系：

n0=60f/p

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度n（即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）略低于旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度n0（又稱同步轉(zhuǎn)速），兩者的轉(zhuǎn)速差稱為轉(zhuǎn)差s，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：

n=(1?s)60f/p

由于轉(zhuǎn)差s很小，一般為0.01～0.05，為了計(jì)算方便，可將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速近似為：

n=60f/p

從上面的近似公式可以看出，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與交流電源的頻率f和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p有關(guān)，當(dāng)交流電源的頻率f發(fā)生改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生變化。通過改變交流電源的頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法稱為變頻調(diào)速；通過改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法稱為變極調(diào)速。

變極調(diào)速只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)（不適用于繞線型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)），它是通過改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式來改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)變極調(diào)速。適合變極調(diào)速的電動(dòng)機(jī)稱為多速電動(dòng)機(jī)，常見的多速電動(dòng)機(jī)有雙速電動(dòng)機(jī)、三速電動(dòng)機(jī)和四速電動(dòng)機(jī)等。

變極調(diào)速方式只適用于結(jié)構(gòu)特殊的多速電動(dòng)機(jī)，而且由一種速度轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N速度時(shí)，速度變化較大，采用變頻調(diào)速則可解決這些問題。如果對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，需要用到專門的電氣設(shè)備——變頻器。變頻器先將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源并提供給電動(dòng)機(jī)，只要改變輸出交流電源的頻率就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于變頻器輸出電源的頻率可連接變化，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也可連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速調(diào)節(jié)。圖1-1列出了幾種常見的變頻器。

圖1-1 幾種常見的變頻器