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由于交流感应电机(ACIM)具有结构简单以及耐久性
强的特点,是工业和民用电机应用中的主要设备。这种
电机没有电刷(不会产生电刷磨损)和磁钢(不增加成
本)。转子采用简单的钢质鼠笼结构。ACIM 设计为运行于恒定输入电压和频率条件下,但通
过改变电机输入电压频率也可使ACIM 有效运行在开环
变速的应用中。 当电机不机械过载时,电机运行速度就
与输入频率大致成正比。当降低输入电压的频率时,也
应同时按比例减小电压的幅值。否则,当输入频率较低
时电机会出现过电流。这种控制方法称为压频比控制。
实际应用中,要定制一条压频关系曲线以确保电机在设
置的任何速度下都能正常工作。该关系曲线可以采用查
找表的形式或通过实时计算的方式获得。实际应用中通
常使用一个斜率变量来定义任何运行点的驱动频率和电
压之间的线性关系。运用压频比控制法时,也可配合使
用速度和电流传感器,使电机工作在闭环方式。
压频比控制方法非常适用于风机和泵等负载变化较慢的
应用场合。但对于需要快速动态响应的应用场合则效果
欠佳。特别是在速度或转矩发生快速变化时,会产生较
高的转差率,从而导致较大的瞬态电流。如果同时对电
机转矩和磁通进行闭环控制,则可以在不产生大电流的
条件下实现快速的动态响应。矢量控制技术可以实现上
述目标,通常也被称作磁场导向控制(Field Orientated
Control, FOC)。
矢量控制的优点直接体现为能耗较低,从而提高效率、
降低运行费用以及驱动元件成本。
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