速度控制基礎知識：用于交流感應電機的 VFD 還是 Triac？

當電壓施加到交流感應電動機時，它以一定的速度運行。交流感應電機的變速要求通常由三相電機和逆變器或 VFD 來滿足。這篇博文還介紹了另一種選擇。

首先，讓我們談談交流感應電機最常見的速度控制方法，即逆變器或變頻驅動器 (VFD)。我最熟悉的是富士電機的 FRENIC Mini C2 系列。

富士電機 FRENIC Mini C2 系列 VFD

該設備如何控制交流電機的速度？我們先來了解一下為什么電機會以一定的速度運轉。用數學術語來說，電機的同步速度計算如下：

大多數工業(yè)交流感應電機都是 4 極型，因此電機速度與輸入電源頻率 (Hz) 同步。在 60 Hz 時，電機將以 1800 RPM 的速度運行。

變頻驅動器通過使用 PWM（脈沖寬度調制）改變饋送到電機的電源頻率來控制電機速度。通常沒有來自電機的反饋；盡管有些驅動器使用反電動勢作為反饋。

這是 FRENIC Mini C2 VFD 的控制邏輯框圖（來自手冊）。請注意它的復雜性僅在于組件的數量。通常提供動態(tài)轉矩提升或滑差補償控制等功能來提高性能。

使用 VFD 的一個缺點是它可能變得昂貴且難以確定尺寸。它還需要具有逆變器額定負載或至少連續(xù)額定負載的三相交流感應電機。如果電機提供制動機制，它通常會降低占空比。我以前在市場上看到過用于單相電機的 VFD，但很難找到，而且我們從未用我們的電機測試過它們。

另一種控制單相交流感應電動機速度的方法？

現在讓我們看看另一種速度控制方法?？匆幌聠蜗嘟涣鞲袘姍C的速度轉矩曲線，它描述了電機啟動后的行為。電機將從 0 r/min 開始，然后加速到其額定速度。注意輸入電壓如何影響速度-扭矩曲線的形狀。如果負載轉矩保持不變，輸入電壓從 100V 降低到 90V，則電機速度降低。是的，您可以使用電壓來控制交流電機的速度。

注：最高速度約為 1500 r/min，因為輸入功率為 50 Hz。對于 60 Hz 電機，1500 r/min 將是 1800 r/min。

但是，您可以看到，電壓下降 10v 后，速度并沒有下降太多。如果電壓降低太多，電機可能會被迫在不穩(wěn)定區(qū)域（小于 ~1,000 RPM）運行并可能失速。理想情況下，您實際上希望電機以最佳額定速度運行以獲得最佳和最高效的性能。這種調速方式與直流有刷電機的調速方式非常相似。但是，直流有刷電機的速度控制 RPM 范圍要寬得多。

為了使這種控制方法成功，需要一個反饋裝置來閉合電機和速度控制器之間的環(huán)路。這種反饋對于防止電機速度（和輸入電壓）波動太大是必要的。

Oriental Motor 使用測速發(fā)電機來關閉我們的交流速度控制型電機和速度控制器（例如DSC 系列或 US2 系列）之間的回路。測速發(fā)電機，又名轉速表，產生與速度成正比的電壓。它用于連續(xù)反饋回路，以將速度精度保持在±1% 或更低。

這是 DSC 系列的簡化控制電路圖。

對于任何感興趣的人，這是包含更多詳細信息的控制電路圖。您可以看到我們使用TRIAC來控制電壓。我們還使用半波整流器。

這顯示了在電機運行期間如何使用測速發(fā)電機。

由于控制電路比 VFD 復雜得多，因此與 VFD 驅動的交流電機相比，交流速度控制電機是一種經濟高效的選擇。與 VFD 驅動的電機相比，相位控制方法還表現出更少的電噪聲，其中 VFD 的切換速度要快得多。

DSC 系列引入的另一個優(yōu)勢是垂直操作。過去，測速發(fā)電機電機是垂直行駛應用的麻煩。原因是重力。

帶測速發(fā)電機反饋的交流調速電機的一個缺點是在低速時，電機對扭矩有一定的限制。電機的速度扭矩曲線被標記以顯示這一點。 確保在“安全操作線”以下操作。 組合型（減速電機）請參照“組合型許用轉矩”虛線標示。

換句話說，為了避免這個問題，請使用減速電機。

還有其他選擇嗎？

如果需要更低的溫度運行、更高的電源效率、更好的速度調節(jié)、恒轉矩輸出或更寬的速度范圍，是理想的選擇。 < >無刷電機 對于雙皮帶輸送機、拋光/去毛刺機或攪拌機等應用，負載引起的速度波動太大會影響最終產品。如果恒轉矩和速度調節(jié)至關重要，并且伺服電機系統超出預算，則值得考慮無刷電機。 雙皮帶輸送 拋光/去毛刺 攪拌 單擊下方可比較可用的 3 種速度控制技術。 < > < >選擇合適的電機：交流齒輪電機與無刷直流電機，哪個更好？

審核編輯黃宇