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變頻器調速系統(tǒng)低頻特性
1.諧波分析
由變頻器構成的調速系統(tǒng),由于變頻器的非線性,電動機定子中除了基波電流外,還有各次諧波電流,由于高次諧波的存在,使電動機損耗和感抗增大,減少了cosφ,從而影響輸出轉距并將產生6倍于基波頻率的脈動轉距。
以電流波形中的5次、7次諧波來分析,在三相電動機定子電流中的5次諧波頻率為F5=5F1(F1為基波電流頻率),它在電動機氣隙中產生空間負序的磁勢和磁場,這個磁場的轉速n51為基波電流所產生磁場的轉速n11的5倍,并且沿著與基波磁場反的方向旋轉,由于電動機轉速一定,并假設接近n11,這樣由5次諧波磁勢在轉子內感應出6倍于基波頻率的轉子電流,此電流與氣隙基波磁勢的合成作用產生6倍于基波頻率的脈動轉距。
7次諧波所產生的磁場與基波同相序,但它所產生的旋轉磁場轉速7倍于基波旋轉磁場的轉速,故相應轉子電流諧波與氣隙主磁場的相對轉速也是6倍于基波頻率,也產生一個6倍于基波頻率的脈動轉距。
以上兩個6倍于基波頻率的脈動轉距一齊使電動機的電磁轉距發(fā)生脈動,雖然其平均值為零,但脈動轉距使電動機轉速不均勻,在低頻運行時影響最大。
2.準方波方式下脈動轉距的產生
分別設ψ1、ψ2為定子磁鏈及轉子磁鏈的空間矢量,在穩(wěn)態(tài)準方波(QSW)運行方式時(橋中晶閘管用1800電角脈沖觸發(fā))ψ1在輸出周期內沿著正六邊形的周邊運動。ψ2沿著與六邊形同心的圓周運動,在準方波運行方式下ψ1和ψ2運動是連續(xù)的,但它們且有重大的區(qū)別,當矢量ψ2以恒定定子電壓角速度W1旋轉時,矢量ψ1以恒定的線速度沿正六邊形周邊運行,矢量ψ1線速度恒定導致其角速度的變化,進而引起ψ1和ψ2的夾角δ變化,除此,當ψ1沿著六角形軌跡移動時其幅值在一定程度上也有變化。當電動機空載時,由于處于穩(wěn)態(tài)ψ1與ψ2的夾角與轉距T在W1t=0、π/6、π/3時為零,而當W1T≠0、π/6、π/3時,δ不為零,它與上面提到的ψ1幅值變化一起引起低頻轉距脈動,其頻率為定子電壓基波的6倍,當電動機帶負載時對應于一個恒定的δ均值,低頻轉距脈動將疊加于恒定轉距均值之上。
             
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