電機(jī)控制 - AC 感應(yīng)電機(jī) (ACIM) 概述
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器件型號：RDK-ACIM （AC 感應(yīng)電機(jī)參考設(shè)計(jì)套件） 本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/120774.htm器件型號：TMDSHVMTRPFCKIT （高電壓電機(jī)控制和 PFC 開發(fā)者套件） |
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AC 感應(yīng)電機(jī)(ACIM) 是消費(fèi)電子類應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用中最受歡迎的電機(jī)，代表了工業(yè)革命的力量。十九世紀(jì)末，Nicola Tesla 首次構(gòu)想出“無火花”電機(jī)的概念，即由兩個靜態(tài)相位以正交關(guān)系構(gòu)成的多相結(jié)構(gòu)。自此以來，又改為更為常用的3 相結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)電壓和電流的平衡操作。
該電機(jī)沒有刷式直流電機(jī)那樣的刷子/換向器結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生火花相關(guān)的問題，如電噪聲、刷子磨損、摩擦高和可靠性差等。轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)中磁性的消失進(jìn)一步增強(qiáng)了可靠性，也降低了制造成本。在高功率應(yīng)用中（如500 HP 和更高應(yīng)用），AC 感應(yīng)電機(jī)是現(xiàn)有最高效的電機(jī)，可以達(dá)到97% 或更高的效率額定值。但在輕載條件下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通所需的正交磁流占定子電流的很大部分，導(dǎo)致效率降低、功率因數(shù)操作較差。
ACIM 使用正弦電壓和電流驅(qū)動時表現(xiàn)最佳。ACIM 的優(yōu)點(diǎn)之一是能通過低扭矩紋波實(shí)現(xiàn)難以置信的順暢操作。為了實(shí)現(xiàn)此目的，多數(shù)ACIM 包含開槽定子結(jié)構(gòu)，其中繞線按正弦繞線分布置于槽中，從而在氣隙中呈現(xiàn)正弦磁通分布。此磁通也連接轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組的兩端短接銅棒或鋁棒，并安裝在軟鐵或其它鐵基材料組成的堆棧式層壓結(jié)構(gòu)上。在大多數(shù)情況下，降低轉(zhuǎn)子棒的電阻可以提高電機(jī)效率。隨著這些導(dǎo)體中的磁通減少，轉(zhuǎn)子棒中將施加d-flux/dt 電壓，從而在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流。換言之，電流從定子電路感應(yīng)到轉(zhuǎn)子電路，與從標(biāo)準(zhǔn)變壓器的初級線圈感應(yīng)二次電流差不多。此轉(zhuǎn)子電流會產(chǎn)生自己的磁通，并與定子mmF 交互產(chǎn)生扭矩。但是，為了在轉(zhuǎn)子棒上實(shí)現(xiàn)d-flux/dt 效應(yīng)，轉(zhuǎn)子不能以定子磁場相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。因此，感應(yīng)電機(jī)歸類為異步電機(jī)。定子磁通矢量與轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速差異稱為轉(zhuǎn)差。隨著電機(jī)軸所需扭矩增加，轉(zhuǎn)差率也會增加。總之，電機(jī)速度是定子極數(shù)、電機(jī)扭矩（最終為電機(jī)轉(zhuǎn)差）和AC 輸入電壓頻率的函數(shù)關(guān)系。
3 相拓?fù)涫亲兯賾?yīng)用的理想選擇。3 相轉(zhuǎn)換器的常用方法如圖所示，只需改變所應(yīng)用波形的電壓和頻率（開環(huán)V/Hz 或標(biāo)量控制），即可控制電機(jī)速度。在扭矩環(huán)路周圍回繞速度環(huán)路來采用場定向控制(FOC)，也可控制速度。前者可以通過經(jīng)濟(jì)的器件（如MSP430）輕松實(shí)現(xiàn)，但FOC 更適合強(qiáng)大的32 位處理器（如TI C2000 處理器）。
AC 感應(yīng)電機(jī)也有單相版本。多數(shù)單相版本實(shí)際上具有雙相，其中一個相位用于幫助啟動電機(jī)。一旦電機(jī)達(dá)到一定速度，該相位斷開，這樣電機(jī)就只在一個相位上運(yùn)行。
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