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电机控制 - AC 感应电机 (ACIM) 概述

作者:时间:2011-06-24来源:电子产品世界收藏

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器件型号:RDK- (AC 感应电机参考设计套件)

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/120774.htm

器件型号:TMDSHVMTRPFCKIT (高电压和 PFC 开发者套件)

Stellaris LM3S818 AC Induction Motor Reference Design Kit User's Manual (点击下载) RDK- (AC 感应电机参考设计套件)
用户指南:Stellaris LM3S818 Board Data Sheet (点击下载)
TMS320C2000 Motor Control Primer (点击下载) 器件型号:TMDSHVMTRPFCKIT (高电压和 PFC 开发者套件)

  AC 感应电机(ACIM) 是消费电子类应用和工业应用中最受欢迎的电机,代表了工业革命的力量。十九世纪末,Nicola Tesla 首次构想出“无火花”电机的概念,即由两个静态相位以正交关系构成的多相结构。自此以来,又改为更为常用的3 相结构,实现了电机电压和电流的平衡操作。

  该电机没有刷式直流电机那样的刷子/换向器结构,不会产生火花相关的问题,如电噪声、刷子磨损、摩擦高和可靠性差等。转子和定子结构中磁性的消失进一步增强了可靠性,也降低了制造成本。在高功率应用中(如500 HP 和更高应用),AC 感应电机是现有最高效的电机,可以达到97% 或更高的效率额定值。但在轻载条件下,产生转子磁通所需的正交磁流占定子电流的很大部分,导致效率降低、功率因数操作较差。

  ACIM 使用正弦电压和电流驱动时表现最佳。ACIM 的优点之一是能通过低扭矩纹波实现难以置信的顺畅操作。为了实现此目的,多数ACIM 包含开槽定子结构,其中绕线按正弦绕线分布置于槽中,从而在气隙中呈现正弦磁通分布。此磁通也连接转子绕组,转子绕组的两端短接铜棒或铝棒,并安装在软铁或其它铁基材料组成的堆栈式层压结构上。在大多数情况下,降低转子棒的电阻可以提高电机效率。随着这些导体中的磁通减少,转子棒中将施加d-flux/dt 电压,从而在转子中产生电流。换言之,电流从定子电路感应到转子电路,与从标准变压器的初级线圈感应二次电流差不多。此转子电流会产生自己的磁通,并与定子mmF 交互产生扭矩。但是,为了在转子棒上实现d-flux/dt 效应,转子不能以定子磁场相同的旋转速度旋转。因此,感应电机归类为异步电机。定子磁通矢量与转子之间的转速差异称为转差。随着电机轴所需扭矩增加,转差率也会增加。总之,电机速度是定子极数、电机扭矩(最终为电机转差)和AC 输入电压频率的函数关系。

  3 相拓扑是变速应用的理想选择。3 相转换器的常用方法如图所示,只需改变所应用波形的电压和频率(开环V/Hz 或标量控制),即可控制电机速度。在扭矩环路周围回绕速度环路来采用场定向控制(FOC),也可控制速度。前者可以通过经济的器件(如MSP430)轻松实现,但FOC 更适合强大的32 位处理器(如 C2000 处理器)。

  AC 感应电机也有单相版本。多数单相版本实际上具有双相,其中一个相位用于帮助启动电机。一旦电机达到一定速度,该相位断开,这样电机就只在一个相位上运行。

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关键词: TI 电机控制 ACIM

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