【摘 要】鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種交流電機(jī)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在不同的生產(chǎn)條件下要求的電機(jī)轉(zhuǎn)速也不相同。這就要求我們對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。變頻調(diào)速范圍寬，平滑性好，效率高，具有良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。且由于節(jié)能減排已經(jīng)成為各個(gè)工礦企業(yè)降低成本、增加效益的一種主要手段，而變頻器在節(jié)電方面有很明顯的效果，因此在現(xiàn)代工礦企業(yè)中，變頻已經(jīng)成為器是生產(chǎn)中不可或缺的一種電氣設(shè)備。

【關(guān)鍵詞】鼠籠型異步電機(jī) 變頻器 調(diào)速

異步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般簡(jiǎn)稱為變頻調(diào)速系統(tǒng)。由于在調(diào)速過(guò)程中電機(jī)功率不會(huì)隨著轉(zhuǎn)速而變化，其調(diào)速范圍寬，且效率在高低速時(shí)效率都比較高，若再采取一些技術(shù)手段，就可以實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)態(tài)性能，其性能可直追直流調(diào)速系統(tǒng)。

安川616F7系列變頻器為安川公司生產(chǎn)的通用矢量型變頻器?；诂F(xiàn)代控制理論的磁通觀測(cè)器，神經(jīng)元控制轉(zhuǎn)矩，無(wú)需PG均能實(shí)現(xiàn)1：100寬幅高精度調(diào)速，150%額定轉(zhuǎn)矩輸出，具有過(guò)流、欠壓、接地、短路、過(guò)載等多種保護(hù)功能，同時(shí)具有豐富的通訊功能，支持多種通訊協(xié)議。低速大轉(zhuǎn)矩，高可靠性及高控制精度是該變頻器的特點(diǎn)。因而廣泛地應(yīng)用于各種需恒轉(zhuǎn)矩輸出的精密調(diào)速系統(tǒng)

在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，通常會(huì)有兩種情況出現(xiàn)：1、磁通太弱，即電機(jī)的鐵芯沒(méi)有得到高效率充分的利用，會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。2、磁通過(guò)分增大，又會(huì)使電機(jī)的鐵心飽和，飽和后產(chǎn)生的勵(lì)磁電流也會(huì)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)閯?lì)磁繞組過(guò)熱而損傷電機(jī)。所謂的磁通是由定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成產(chǎn)生。以上兩種情況可以得出，保持電機(jī)中每極磁通量為額定值不變是最佳的狀態(tài)。而根據(jù)電動(dòng)機(jī)電氣原理我們得知磁通與定子每相電動(dòng)勢(shì)E與定子的頻率f息息相關(guān)，只要控制好E和f，便可達(dá)到控制磁通的目的，在此我們只考慮基頻以下的情況：要保持磁通不變，當(dāng)頻率f從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低定子每相電動(dòng)勢(shì)E，使 E/f= 常值， 即采用恒值電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)較高時(shí)可以認(rèn)為定子相電壓U ≈E ，則得出恒壓頻比的控制方式。

但是，在低頻時(shí)E和U都較小，定子阻抗壓降就會(huì)占有較大的比例，不再能忽略。在這種情況下，我們需要升高電壓，目的是補(bǔ)償定子壓降。我們要求電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)，都能在允許溫升下長(zhǎng)期運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩基本上是隨磁通變化而變化的。按照電力拖動(dòng)原理，我們得知在基頻以下，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”。

在恒壓頻比控制時(shí)，為了使氣隙磁通保持不變，使電機(jī)鐵心能夠得到充分利用，最大程度地發(fā)揮電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力，在基頻以下須采用恒壓頻比控制。在這種情況下，同步轉(zhuǎn)速隨頻率變化而變化。在恒壓頻比的條件下改變頻率w1時(shí)，機(jī)械特性基本上是平行下移。而頻率越低則最大轉(zhuǎn)矩值越小，其最大轉(zhuǎn)矩是隨著的頻率降低而減小的。頻率很低時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩太小將限制電機(jī)的帶載能力，此時(shí)我們必須采取一定的方式提升電機(jī)的帶載能力，方法為采用定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷骸?/p>

在恒壓頻比控制時(shí)，如果在電壓-頻率協(xié)調(diào)控制中，恰當(dāng)?shù)靥岣唠妷旱臄?shù)值，使它在克服定子阻抗壓降以后，能維持E/w1 為恒值（基頻以下），則可知，無(wú)論頻率高低，每極磁通均為常值。它的線性段范圍更寬且穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)于恒壓頻比控制的性能。這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的性能。

電壓與頻率w1是變頻器—異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)獨(dú)立的控制變量，在變頻調(diào)速時(shí)需要對(duì)這兩個(gè)控制變量進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

在基頻以下，采用不同的協(xié)調(diào)控制方式，得到的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不同。

安川F7系列變頻器屬于交-直-交的變壓變頻器，它先將工頻交流電源通過(guò)整流器變換成直流，再通過(guò)逆變器變換成頻率和電壓都可調(diào)的交流電， 這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個(gè)“中間直流環(huán)節(jié)”，所以又稱間接式的變壓變頻器。它是由二極管組成不控整流器和由功率開(kāi)關(guān)器件（P-MOSFET，IGBT等）組成的脈寬調(diào)制（PWM）逆變器，簡(jiǎn)稱PWM變壓變頻器。

近年來(lái)，變頻器技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，各項(xiàng)應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。在各大工礦企業(yè)中，許多風(fēng)機(jī)、水泵等各類負(fù)載電機(jī)都已經(jīng)應(yīng)用變頻器進(jìn)行控制，它通過(guò)改變電源的頻率來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速（也就是改變了電機(jī)的輸出功率）來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，其節(jié)電效果十分明顯。

變頻調(diào)速范圍寬，平滑性好，效率高，具有良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，而直流電動(dòng)機(jī)因?yàn)閾Q向器的存在，使得直流電機(jī)的維護(hù)量大，單機(jī)容量和最高轉(zhuǎn)速受限電力電子技術(shù)及控制理論的發(fā)展，交流調(diào)速逐步取代直流調(diào)速將是大勢(shì)所趨。但是三相交流電壓經(jīng)二極管整流和電容濾波后將產(chǎn)生含有許多奇次諧波成分的整流電流，其諧波成分影響到電網(wǎng)，造成公害。采用交流或直流電抗器可以有效地抑制這種諧波。

隨著交流調(diào)速的技術(shù)的快速發(fā)展，其優(yōu)越性愈加明顯，在不久的將來(lái)交流調(diào)速系統(tǒng)必將取代直流調(diào)速系統(tǒng)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。