交流电机的速度由其交流电源的频率决定,因为其定子线圈中的交流电将产生旋转磁场(RMF),该磁场将在转子中电磁感应出相反的磁场并产生输出旋转。还请注意,在异步模型中,存在转差,即输入频率与输出旋转频率之差。直观地说,如果某种装置能控制交流信号的频率或改变转子与交流频率之间的转差率,就能实现速度控制。
这就是交流电机控制器发挥作用的地方;这些电机驱动器改变电机的电源频率,并允许操作者选择频率,从而选择电机的最终速度。这些驱动器通常被称为逆变器,变频驱动器(VFD)或调速驱动器(ASD)。它们通过将交流电流转换成DC电流(称为整流交流电流)并模拟/仿真它来实现电机交流频率的速度控制。通过这种方式,整流后的交流电流可以设置为任何所需的频率,从而改变电机的有效速度。
交流电机控制器如何工作?交流电机控制器的工作原理及电路图?
交流控制器将输入的交流频率转换为模拟交流频率的直流电流,然后用户可以设置该频率,从而控制电机的速度。这是通过三个主要组件实现的:整流器、逆变器和连接两者的直流电路。
整流器直接连接到交流电源,是将交流电流转换或整流为直流电流的组件。连接的直流电路然后存储此能量(通常通过大功率电容器)供逆变器组件使用。逆变器由外接直流电路供电,将整流后的频率调制给电机,有效地改变电机的转速。下图中通过基本电路图将此解释可视化,并显示了组件之间的频率传输:
大多数交流电机控制器的基本电路图。请注意交流电流如何仍然用于为电机供电,但使用交流驱动器进行速度控制
还有一些方法可以增加交流电机的转差率,这将改变与交流频率相关的旋转速度,从而控制速度。可以通过改变电机线圈的电阻(可变串联电阻,请参阅我们的绕线转子电机文章)或改变线圈的电压(可变电压变压器)来增加滑差;然而,交流驱动器更为普遍,因为它们更加模块化,并且经过精心设计,无需在电机绕组中使用电阻器或变阻器等集成组件,即可为用户提供对其电机的精确数字控制。