變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。

 

1. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？

 

*1: r/min

 

電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.

 

例如：2極電機(jī) 50Hz 3000 [r/min]

 

4極電機(jī) 50Hz 1500 [r/min]

 

結(jié)論：電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例

 

本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻 率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過(guò)改變?cè)撝祦?lái) 調(diào)整電機(jī)的速度。

 

另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。

 

因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。

 

n = 60f/p

 

n: 同步速度

 

f: 電源頻率

 

p: 電機(jī)極對(duì)數(shù)

 

結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法

 

如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過(guò)電壓（過(guò)勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。

 

例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V

 

2. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？

 

*1: 工頻電源

 

由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源）

 

*2: 起動(dòng)電流

 

當(dāng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流

 

變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)

 

電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)起動(dòng)電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。

 

通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。

 

通過(guò)使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。

 

3. 當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低

 

通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te, P<=Pe)

 

變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。

 

當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。

 

舉例，電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。

 

因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)

 

4. 變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況

 

大家知道, 對(duì)一個(gè)特定的電機(jī)來(lái)說(shuō), 其額定電壓和額定電流是不變的。

 

如變頻器和電機(jī)額定值都是: 15kW/380V/30A, 電機(jī)可以工作在50Hz以上。

 

當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí), 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速。

 

這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?

 

因?yàn)镻=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩). 因?yàn)镻不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。

 

我們還可以再換一個(gè)角度來(lái)看:

 

電機(jī)的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻, E為感應(yīng)電勢(shì))

 

可以看出, U,I不變時(shí), E也不變.

 

而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通), 所以當(dāng)f由50-->60Hz時(shí), X會(huì)相應(yīng)減小

 

對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō), T=K*I*X, (K:常數(shù), I:電流, X:磁通), 因此轉(zhuǎn)矩T會(huì)跟著磁通X減小而減小。

 

同時(shí), 小于50Hz時(shí), 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不變時(shí), 磁通(X)為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過(guò)流能力來(lái)描述其過(guò)載(轉(zhuǎn)矩)能力. 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->最大轉(zhuǎn)矩不變)

 

結(jié)論: 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時(shí), 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小.

 

5. 其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素

 

發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。

 

載波頻率: 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率, 電機(jī)的電流不會(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。

 

環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值。

 

海拔高度: 海拔高度增加, 對(duì)散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000米降容5%就可以了。

 

6. 矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？

 

*1: 轉(zhuǎn)矩提升

 

此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

 

$ 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)

 

使用"矢量控制"，可以使電機(jī)在低速,如(無(wú)速度傳感器時(shí))1Hz（對(duì)4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150％）。

 

對(duì)于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對(duì)增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過(guò)提高電壓，來(lái)補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個(gè)功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"（*1）。

 

轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對(duì)應(yīng)的提高。 因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。

 

"矢量控制"把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。

 

"矢量控制"可以通過(guò)對(duì)電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對(duì)改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。

 

變頻器制動(dòng)的情況

 

1: 制動(dòng)的概念

 

指電能從電機(jī)側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)）,這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。

 

負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢(shì)能. 動(dòng)能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。

 

機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。

 

對(duì)于變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)程. 由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。

 

在用于提升類負(fù)載,在下降時(shí), 能量(勢(shì)能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動(dòng)。

 

這種操作方法被稱作“再生制動(dòng)”，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動(dòng)。

 

在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過(guò)熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。

 

2：怎樣提高制動(dòng)能力？

 

為了用散熱來(lái)消耗再生功率，需要在變頻器側(cè)安裝制動(dòng)電阻。

 

為了改善制動(dòng)能力，不能期望靠增加變頻器的容量來(lái)解決問(wèn)題。請(qǐng)選用“制動(dòng)電阻”、“制動(dòng)單元”或“功率再生變換器”等選件來(lái)改善變頻器的制動(dòng)容量。

 

3. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？

 

變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。

 

我們經(jīng)常聽(tīng)到下面的說(shuō)法：“電機(jī)在工頻電源供電時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些”。如果用大的電壓和頻率起動(dòng)電 機(jī)，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)沖擊（大的起動(dòng)電流 ）。

 

而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻電網(wǎng)供電的轉(zhuǎn)矩值。所以變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)起動(dòng)電流要小些。

 

通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p些 減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。

 

通過(guò)使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。

 

當(dāng)變頻器調(diào)速到大于額定頻率20％時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低

 

通常的電機(jī)是按照額定頻率電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te, P<=Pe) 變頻器輸出頻率大于額定頻率時(shí)（如我國(guó)的電機(jī)大于50Hz），電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。

 

當(dāng)電機(jī)以大于額定頻率20％速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。

 

舉例，額定頻率為50Hz的電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)

 

摘要：

 

本文介紹了變頻器的工作原理和控制方式，文中遵循理論和實(shí)際相結(jié)合的原則，對(duì)變頻器的工作原理和控制方式作了詳細(xì)的對(duì)比和分析。

 

關(guān)鍵詞：

 

變頻器、控制方式、工作原理

 

近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及功率半導(dǎo)體器件價(jià)格的降低，變頻調(diào)速越來(lái)越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好 的變頻其應(yīng)用到工業(yè)控制中，是我們專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標(biāo)。下面結(jié)合作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)談?wù)勛冾l器的工作原理和控制方式：

 

1 變頻器的工作原理

 

我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：

 

n＝60 f(1－s)/p (1)

 

式中 n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；

 

f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率；

 

s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；

 

p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。

 

由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。

 

2變頻器控制方式

 

低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。

 

2.1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式

 

其 特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻 時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還 不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定 性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。

 

2.2電壓空間矢量（SVPWM）控制方式

 

它是以三相波形整體生成效 果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn)，即引入頻 率補(bǔ)償，能消除速度控制的誤差；通過(guò)反饋估算磁鏈幅值，消除低速時(shí)定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較 多，且沒(méi)有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒(méi)有得到根本改善。

 

2.3矢量控制（VC）方式

 

矢量控制變頻調(diào)速的做法是將 異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過(guò)三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變 換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1（Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的 控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn) 行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而 在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難 以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

 

2.4直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式

 

1985年，德國(guó)魯爾大學(xué)的DePenbrock教授首次 提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。 目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。

 

直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

 

2.5矩陣式交—交控制方式

 

VVVF 變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能 反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它 能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。

 

該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電 流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體方法是：

 

——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式；

 

——自動(dòng)識(shí)別（ID）依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別；

 

——算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；

 

——實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào)，對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。

 

矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（<2ms），很高的速度精度（±2％，無(wú)PG反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（<＋3％）；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)（包括0速度時(shí)），可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩

 

無(wú)刷電機(jī)

 

1、無(wú)刷電機(jī)是如何分類的？

 

答：從相角上可分為兩個(gè)大類，即分為60°和120°相位角的無(wú)刷電機(jī)；按速度分，可分為高速無(wú)刷電機(jī)和低速無(wú)刷電機(jī)；按電機(jī)是否具有位置傳感器來(lái)分，又分為有位置傳感器無(wú)刷電機(jī)和無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)。

 

2、什么是無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)？

 

答：對(duì)于無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)必須要先經(jīng)將車用腳蹬起來(lái)，使電機(jī)具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后，控制器才能識(shí)別到無(wú)刷電機(jī)的相位，之后控制器才能對(duì)電機(jī)供電。因其不能實(shí)現(xiàn)零速啟動(dòng)，所以用的很少。但其因?yàn)闆](méi)有傳感器，所有少了一個(gè)故障點(diǎn)，而且其成本更低。

 

3、無(wú)刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是多少？

 

答：無(wú)刷電機(jī)霍耳的耗電量大致范圍是6mA－20mA不等。

 

4、無(wú)刷電機(jī)霍耳的電壓范圍是多少？

 

答：無(wú)刷電機(jī)霍耳的電壓范圍一般是在3-24V。

 

5、一般電機(jī)在多高的溫度下能夠正常工作？電機(jī)最多能夠承受多高的溫度？

 

答： 如果測(cè)量電機(jī)蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度25度以上時(shí)，表明電機(jī)的溫升已經(jīng)超出了正常范圍，一般電機(jī)的溫升應(yīng)該在20度以下。一般電機(jī)線圈是由漆包線繞制而成， 而漆包線在溫度高于150度左右時(shí)其漆膜會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而脫落，造成線圈短路。當(dāng)線圈溫度在150度以上時(shí)電機(jī)外殼所表現(xiàn)出的溫度在100度左右，所以如 果以其外殼溫度為依據(jù)則電機(jī)所承受的最高溫度為100度左右。

 

6、電機(jī)的溫升應(yīng)在20℃以下，即電機(jī)端蓋的溫度超過(guò)環(huán)境溫度應(yīng)小于20℃，但電機(jī)發(fā)熱超過(guò)20℃的原因是什么？

 

答：電機(jī)發(fā)熱的直接原因是由于電流大引起的。一般可能是線圈短路或開(kāi)路、磁鋼退磁中電機(jī)效率低等造成，正常情況則是電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間大電流運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

7、怎樣測(cè)量無(wú)刷電機(jī)的相角？

 

答：接通控制器電源，由控制器給霍耳元件供電，就可以檢測(cè)到無(wú)刷電機(jī)的相角了。方法如下：用萬(wàn)用表的+20V直流電壓檔，并將紅表筆接+5V線，黑表筆分別測(cè)量三個(gè)引線的高低電壓(這里的紅黑表筆的用法上有一個(gè)技巧)，按60°及120°電機(jī)的換相表對(duì)照即可。

 

8、如果60°的無(wú)刷控制器用在120°無(wú)刷電機(jī)上會(huì)有什么狀況？反之又如何？

 

答：都會(huì)導(dǎo)致缺相的現(xiàn)象，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但天津松正研制的一種智能型無(wú)刷控制器能夠自動(dòng)識(shí)別60°電機(jī)或120°電機(jī)，從而可以兼容適配二種電機(jī)，使得維修更換更加容易。

 

9、有刷高速電機(jī)和有刷低速電機(jī)有什么直觀上的區(qū)別？

 

答：A.高速電機(jī)有超越離合器(象飛輪一樣的功能)，往一個(gè)方向轉(zhuǎn)輕松，往另一方向轉(zhuǎn)費(fèi)力；低速電機(jī)雙向轉(zhuǎn)都一樣輕松。

 

B.高速電機(jī)的車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)噪音較大，低速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)噪音較小。有經(jīng)驗(yàn)的人很容易憑耳朵識(shí)別。

 

10、電機(jī)的起動(dòng)電流是怎樣定義的？

 

答：一般要求電機(jī)的起動(dòng)電流不能超過(guò)其額定電流的2～5倍，這也是為什么在對(duì)控制器上做限流保護(hù)的一個(gè)重要原因。

 

11、市場(chǎng)上銷售的電機(jī)轉(zhuǎn)速為什么越來(lái)越高及有何影響？

 

答：A.供應(yīng)商方面提速可以降低成本，同樣是低速電機(jī)，速度高了線圈的匝數(shù)少了、也省了硅鋼片、磁鋼數(shù)目也少了，購(gòu)買者認(rèn)為速度高就好。

 

B.額定速度工作時(shí)，其效率不變，但在低速區(qū)時(shí)效率明顯低了，也就是啟動(dòng)無(wú)力。

 

C.效率低，需要用大電流啟動(dòng)，騎行電流也大，對(duì)控制器的限流要求大，對(duì)電池也不好。

博智達(dá)直線電機(jī)

 

12、出現(xiàn)電機(jī)異常發(fā)熱怎么維修？

 

答：維修處理的方法一般為更換電機(jī)，或進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

 

13、電機(jī)的空載電流大于參考表極限數(shù)據(jù)時(shí)表明電機(jī)出現(xiàn)了故障，產(chǎn)生的原因有哪些？怎么維修？

 

答：電機(jī)內(nèi)部機(jī)械摩擦大；線圈局部短路；磁鋼退磁；直流電機(jī)換相器積碳。維修處理的方法一般為更換電機(jī)，或更換碳刷，清理積碳。

 

14.各種電機(jī)的無(wú)故障最大極限空載電流是多少？

 

電機(jī)形式 額定電壓24V時(shí) 額定電壓36V時(shí)

 

側(cè)掛電機(jī) 2.2A 1.8A

 

高速有刷電機(jī) 1.7A 1.0A

 

低速有刷電機(jī) 1.0A 0.6A

 

高速無(wú)刷電機(jī) 1.7A 0.6A

 

低速無(wú)刷電機(jī) 1.0A 0.6A