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常见的三相电机理解误区与问题

发布时间:2020-05-24 23:54:00 点击:    

 
 

起重电机,YZR起重电机,YZB起重电机


起重电机专业生产厂家无锡宏达2020年5月24日讯 误区1:对于三相电机Y型接法,相电流等于线电流。引用到逆变器拓扑,直接认为母线电流等于相电流。


答:如果只是计算数值,大家都懂,即输入功率等于输出功率。
              Ubus * Ibus = 1.732 * Un * In
Ubus: 母线电压   Ibus: 母线电流   Un: 电机线电压   In: 电机线电流


算法都知道,但好多人却解释不清楚这种现象,为什么相电流可以做到比母线电流大。其实方法也很简单,不管是直流逆变交流供电还是直接交流供电,大家的注意力只要放在电机的UVW三相线上即可,分为电机内部与外部去看,这样相、线电流的关系就不会有困惑了。对于逆变器,就是实现一变压变频功能,在电机负载转速工况确定的情况下,其实就只是实现变压功能,负载转矩大一点,我就增大电压输出,小一点我就减少。这就有点像DC-DC  buck模块了, Ui * Ii = Uo * Io ,这样就可以解释为什么电机相电流会大于母线电流。

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误区2:三相电机的线电压与相电压波形都是正弦波,所以UVW点的电压就是正弦波。
答:首先需要明确几个概念:      ①端电压:UVW节点对电源负的电压。      ②线电压:UVW任意两节点之间的电压。      ③相电压:UVW对电机中性点的电压。

逆变器不管是SPWM或是SVPWM控制,电机的端电压、线电压、相电压都是方波,只有通过绕组的电流是正弦波。为啥?对于感性负载,电流不能突变但是电压能突变,电压是开关管控出来的波形,那可不是只能是方波?那如何看到这些方波电压的等效波形呢,没错,就是RC滤波,设置合适的截止频率就可以看到SPWM端电压是正弦波,SVPWM端电压是马鞍波,大家熟悉的波形。如电机对应最高转速6000rpm,极对数为2。
  n = 60 * f / P   n: 电机转速   f: 频率  P: 极对数
则对应 f =200Hz ,为了不引入大的相位延迟,取RC截止频率在2kHz以上。如果是要进行算法仿真,加入一阶惯性环节,则设置角频率大于6.28f即可。上述是在逆变器的角度进行说明的,即是在电动机状态。如果电机是在发电状态,那么由于电机的线电压与相电压都是在转子旋转磁场下建立的电压,旋转磁场即意味着正弦波磁场,那么此时线电压与线电压的波形就都是正弦波。

 

问题3:在三相电机减速制动时,电机产生的反电动势值很明显没有母线电压大,为什么会通过反并联的二极管产生泵生电压?
答:电机的反电动势值确实没有母线电压大,但别忘了电机还有一个要素电感。电机电枢方程如下:
            U =  IR  + L * di / dt + E   
U : 相电压    I : 相电流   L : 相电感   E :  反电动势   R : 相电阻

电机不管是在加速还是减速过程中,转子切割定子线圈的方向是不变的,所以反电动势的方向是始终不变的。

但电流的方向肯定是变的,可以这么理解,将逆变器与电机的三相端子分离开来。在加速过程中,相电压U的建立速度肯定比反电动势E快,那么在这种情况下将逆变器与电机三相端子短接起来,那么自然会出现电机相电流从U流向E。同理,在电机减速过程中,U比E减小的快,那么电流自然是从E流向U。
综上所述,就可以得出在加速过程中,电感的感应电压方向与反电动势的方向是相反的。而在减速过程中,电感的感应电压方向是与反电动势是相同的,E -L * di / dt > U,就会迫使反并联二极管导通,从而给母线电容充电。

根据公式可以发现,减速前转速越高(E 大,dt小),负载越大(di 大),那么减速后对应产生的泵生电压也就越大。

 
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