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    異步機和同步機的原理區別(異步機和同步機哪個控制復雜)

    2022-11-07??瀏覽次數:1

    關鍵詞:減速停機、自由停車、反電動勢、端電壓、電流超前角、Q軸、D軸電流、電樞磁鏈、弱磁、能耗制動

    同步電機和異步電機一樣,是一種常見的交流電機。同步電機因其功耗低、功率因數高、速度精度高、體積小等優點而得到廣泛應用。在不需要調速且功率較大的場合,如驅動大型空壓機、預磨機、鼓風機、水泵等,多采用同步電機,需要調速的如曳引機、龍門吊等多采用同步電機,需要弱磁控制的如試驗臺等也普遍采用。

    目前,異步機和同步機的原理都只是以驅動器停止的方式進行分析。

    1、 減速停機

    異步電機和同步電機一樣,減速時處于發電狀態,恒速運行時回到電動狀態。原理如下:

    假設目前電機從50HZ降到20HZ,那么在從50HZ降到20HZ的過程中,駕駛員會輸出制動力矩。制動電流如圖1-1中箭頭所示,電流流向驅動器。由于驅動器前端的整流二極管是不可逆的,電機的機械能通過逆變橋的續流二極管充到母線側電容上。充電電流由負載的制動電流、加速轉矩和穩態轉矩決定,加速轉矩取決于負載的慣性。負載的慣性越大,制動電流就越大,所以需要采用制動單元的制動電阻,將負載的機械能轉化為熱能消耗掉,這也叫能耗制動,以防止母線電壓泵起過電壓。

    當驅動器達到20HZ時,電機以穩定的速度運行,驅動器的輸出電流為電扭矩,如圖1-2所示。電流流向電機,驅動器處于電動狀態。

    同樣,對于潛在負載,驅動器輸出制動力矩,發電原理與減速停機相同,此處不再贅述。

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    2、 自由停車

    對于免費停車,異步機和同步機是有區別的。

    異步電機:由于自由停車模式,驅動器的輸出電機端電壓為零,不考慮剩磁。此時異步電機的轉子是旋轉的,轉子只是一個閉環的金屬導體,定子無法產生旋轉磁鏈。根據磁能發電原理,它不能產生感應電勢。無論負載的慣性有多大,對于自由停車模式,異步電機都處于自由停車狀態,異步電機不需要能耗制動。

    同步電機:由于自由停車模式,驅動器的輸出電機端電壓為零,不考慮剩磁。此時,同步電機的轉子正在旋轉。因為轉子是永磁體,所以轉子具有恒定的磁鏈。此時同步電機處于發電機狀態,反電動勢與轉子轉速成正比。這里有兩種情況,如圖2-1所示,是同步電機在試驗臺上的輸出特性。當電機處于13200轉的狀態,端電壓高于反電動勢時,電位差為負。如圖2-1所示,當電機的反電動勢高于20000轉/分時的端電壓時,電位差為正,同步電機對母線電容充電。這時候就要考慮加能量制動,消耗此時的機械能。

    總之,在減速模式下不需要能耗制動的情況下,我們可以根據同步電機的輸出特性表來判斷是否需要額外的制動元件。當最高轉速反電動勢超過端電壓時,需要相加,但當最高轉速反電動勢低于端電壓時,不需要相加。

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    注:如圖2-1同步電機的輸出特性表所示,從表中我們可以看出,Q軸和D軸的電感是相同的,說明是SPM電機,也叫隱極電機,如圖2-2所示。轉速在4775轉/分之前是恒轉矩調速;圖2-3

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