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單相電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)綜述
摘要：單相電機(jī)變頻調(diào)速具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際意義。依據(jù)其調(diào)速的基本理論，就其常用的功率主電路部分和控制方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析和綜述，討論了目前研究工作中存在的問題，并對(duì)其發(fā)展的方向進(jìn)行了展望，給出了一些個(gè)人的觀點(diǎn)。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；單相電機(jī)；拓?fù)洌豢刂撇呗?/p>
引言
變頻調(diào)速技術(shù)在異步感應(yīng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)性能、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，而被公認(rèn)為最具發(fā)展前途的調(diào)速手段。
只有兩套繞組的單相交流異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，使用維護(hù)方便，在小功率電機(jī)應(yīng)用方面，如電冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)等家用電器，汽車附件等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。但是其工作效率低，僅為60％～70％，運(yùn)行性能差，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，一般不能應(yīng)用在需要調(diào)速的場(chǎng)合，其轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)主要采用調(diào)節(jié)端電壓和改變電機(jī)極對(duì)數(shù)的方法，調(diào)速效果已經(jīng)越來越不能滿足生產(chǎn)和生活的需要。為了彌補(bǔ)單相電機(jī)調(diào)速方面的缺陷，追求更高的性能，人們把更多的目光投向了無刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等。盡管這些電機(jī)在工作效率、穩(wěn)定性和出力等方面表現(xiàn)出眾，然而他們共同的致命缺點(diǎn)就是成本太高，難以普及。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日漸成熟，其在單相電機(jī)中應(yīng)用的研究也逐漸開展起來。
盡管三相電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，但是，單相電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)卻還面臨著以下一些問題：
1）單相電機(jī)的繞組不同于三相電機(jī)，其主副繞組多為不對(duì)稱繞組，副繞組通常串聯(lián)了運(yùn)轉(zhuǎn)電容，給合成圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)帶來新的問題；
2）單相電機(jī)用的變頻調(diào)速逆變主電路結(jié)構(gòu)同樣有其獨(dú)特的一面，存在如何獲得合理，高效的逆變電路的問題；
3）針對(duì)單相電機(jī)變頻調(diào)速，存在采用什么樣的控制技術(shù)，才能使得單相電機(jī)獲得與三相電機(jī)，甚至與直流電機(jī)一樣優(yōu)良的調(diào)速效果的問題。
本文將主要依據(jù)以上3個(gè)問題，就單相電機(jī)繞組，主電路結(jié)構(gòu)及其控制技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)外單相電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的最新發(fā)展進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和綜述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其發(fā)展方向加以探討。
1 單相電機(jī)繞組分析
根據(jù)單相電機(jī)合成磁場(chǎng)的分析[1]，單相電機(jī)的定子上嵌放有兩相繞組，設(shè)兩相繞組軸線在空間相距β電角度，兩相繞組中通入相位差為θ的電流，兩相合成圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的條件是
式中：FM為主繞組磁勢(shì)幅值；
FA為副繞組磁勢(shì)幅值。
在單相電機(jī)中，定子兩相繞組軸線通常相距90°，為了獲得圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，總希望兩相電流相位差等于90°。
參考文獻(xiàn)[2]給出了不對(duì)稱繞組單相電機(jī)的等效電路，依據(jù)此等效電路，當(dāng)空間
[1] [2] [3] [4] [5] [6]
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