變頻電機驅(qū)動沒有位置環(huán)。變頻電機上的編碼器是“速度編碼器”,是為精確計算電機反電動勢的速度反饋。電機反電動勢與電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比。
由于伺服電機的普及使用,現(xiàn)在很多控制的思路都會向伺服電機比較與衡量,盡管變頻控制早于伺服控制。伺服電機的控制是位置環(huán)、速度環(huán)、力矩環(huán)的閉環(huán)控制,這在永磁同步電機的設(shè)計原理上就有體現(xiàn),驅(qū)動電流的相位與轉(zhuǎn)子的位置同步,伺服電機的驅(qū)動已確定了位置環(huán)是“天然”閉環(huán)的。而在變頻電機驅(qū)動是異步的,有時也稱為異步電機,即使加上電機后部編碼器的反饋,它也只有速度環(huán),沒有在電機驅(qū)動上的“位置環(huán)”,因此這個編碼器就是“速度編碼器”。

ABB變頻電機的種類
變頻電機是指變頻器驅(qū)動的電機的統(tǒng)稱,變頻調(diào)速因為其效率高、調(diào)速范圍寬、精度高、調(diào)速平穩(wěn)、無級變速等優(yōu)點,目前正以很快的速度取代傳統(tǒng)的機械調(diào)速和直流調(diào)速方案。
常見的變頻電機包括:三相異步電機、直流無刷電機、交流無刷電機及開關(guān)磁阻電機等。
一、三相異步電機
三相交流電動機,定子繞組中的三相交流電在定子隙圓周上產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,這個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱同步轉(zhuǎn)速,記為n 實際電動機轉(zhuǎn)速n要低于同步轉(zhuǎn)速,故一般稱這樣的為三相異步電動機。從原理上我們就可以知道三相異步電機的轉(zhuǎn)速跟定子電源頻率成正比。變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率,從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,變頻調(diào)速三相交流異步電動機的應(yīng)用越來越廣泛,它已在逐步替代其它各種調(diào)速電動機,而變頻調(diào)速三相異步電動機因其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于維護、性能良好、運行可靠等優(yōu)點而在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
二、直流無刷電機
無刷直流電機是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的,即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。無刷直流電機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。
三、開關(guān)磁阻電機
開關(guān)磁阻電機是隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)及數(shù)字計算機技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型無級調(diào)速電機,是典型的機電一體化產(chǎn)品。由于利用了磁阻小原理,故稱為磁阻電動機,又由于線圈電流通斷、磁通狀態(tài)直接受開關(guān)控制,故稱為開關(guān)磁阻電動機。開關(guān)磁阻調(diào)速電機具有良好的調(diào)速性能和高速運行特性,兼有直流傳動和普通交流傳動的優(yōu)點,正逐步應(yīng)用在家用電器、一般工業(yè)、伺服與調(diào)速系統(tǒng)、牽引電動機、高速電動機、航天器械及汽車輔助設(shè)備等領(lǐng)域,成為交流電機調(diào)速系統(tǒng)、直流電機調(diào)速系統(tǒng)和無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的強有力競爭者。

ABB變頻電機的優(yōu)點:
1、電動機的效率和溫升在變頻驅(qū)動下,變頻電動機效率會高10%左右,而溫升會小20%左右,尤其是在矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制的低頻區(qū)域。
2、電動機的絕緣強度問題。由于變頻電動機專為變頻器驅(qū)動設(shè)計,所以能承受較大的du/dt,所以變頻電動機的絕緣強度要高。尤其是在DTC控制模式下,對電動機的絕緣強度是個很大的考驗。
3、在電磁噪聲和振動方面,變頻電動機在變頻驅(qū)動時較普通電動機有更低的噪音和更小的電磁振動。
4、變頻電動機對于需要頻繁啟動、頻繁調(diào)速、頻繁制動的場合,要優(yōu)于普通電動機。
5、主要的區(qū)別,還是變頻電動機有額外的散熱,在低頻、直流制動和一些特殊應(yīng)用場合下的散熱要大大的優(yōu)于普通的交流異步電動機。

變頻電機的特點
B級溫升設(shè)計,F(xiàn)級絕緣制造。采用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及采用特殊的絕緣結(jié)構(gòu),使電氣繞組采用絕緣耐壓及機械強度有很大提高,足以勝任馬達之高速運轉(zhuǎn)及抵抗變頻器高頻電流沖擊以及電壓對絕緣之破壞。
變頻電機平衡質(zhì)量高,振動等級為R級機械零部件加工精度高,并采用高精度軸承,可以高速運轉(zhuǎn)。
變頻電機采用強制通風(fēng)散熱系統(tǒng),全部采用進口軸流風(fēng)機超靜音、高壽命,強勁風(fēng)力。保障馬達在任何轉(zhuǎn)速下,得到有效散熱,可實現(xiàn)高速或低速長期運行。
與傳統(tǒng)變頻電機相比較,具備更寬廣的調(diào)速范圍和更高的設(shè)計質(zhì)量,經(jīng)特殊的磁場設(shè)計,進一步抑制高次諧波磁場,以滿足寬頻、節(jié)能和低噪音的設(shè)計指標(biāo)。具有寬范圍恒轉(zhuǎn)矩與功率調(diào)速特性,調(diào)速平穩(wěn),無轉(zhuǎn)矩脈動。
與各類變頻器均具有良好的參數(shù)匹配,配合矢量控制,可實現(xiàn)零轉(zhuǎn)速全轉(zhuǎn)矩、低頻大力矩與高精度轉(zhuǎn)速控制、位置控制及快速動態(tài)響應(yīng)控制。
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