随着电子技术的发展,特别是大功率晶体管的出现,如绝缘栅晶体管(IGBT),电机的变频技术成为可能。尤其是最近二三十年,在国家节能减排政策的鼓励下,电机的变频技术经历了一个快速发展的时期。那么电机的变频是怎样的呢?根据上面的公式我们可以看出,通过改变电机的工频F,可以改变旋转磁场的同步速度n0,从而达到改变电机转速的目的。因此,我们把这种可以改变电源频率的技术称为变频技术。需要改变电源频率的是一种设备,我们称之为变频器。作为电机变频技术的核心设备,我们可以控制电机以50HZ以上的频率运行,也可控制它进行50HZ以下的频率运行。简而言之,通过该设备,我们的电机调速范围大大扩展。
变频技术从单从功能上来看,就是一种电机调速技术。在以前,当我们需要调整异步电机的速度时,还有例如有级调速,如异步电机的降压调速、异步电机的变速调速、绕线电机转子电路带串联电阻的调速等。这些都是分级调速。根据n0=60f(1-s)/2p的公式,可以实现电机的三种调速方式,即改变转差s的降压调速、极对p的变极调速和电机供电频率f的变频调速。让我们讨论一下电机的变频技术。
先说50HZ以下的调速。这种变频调速的特点是当频率降低时,电源电压也随之降低,U/f只能保持在一个恒定值,也可称之为恒流量控制法。由于其输出转矩比较稳定,在工业控制技术中也叫恒转矩变频调速技术;然后再来说说50HZ以上的调速。在这种速度调节下,电机旋转更快,但其扭矩降低。此时变频器的输出功率几乎是恒定的,所以我们称这种变频技术为恒功率变频技术。
由于以上两种变频技术各有优缺点,为了充分发挥它们的优势,我们引入了第三种变频技术,称为矢量变频控制技术。尤其是变频调速后电机的机械特性和动态性能都随着矢量控制技术的应用,都获得了质的飞跃。由于矢量控制技术的优异性,促使各大变频器厂家进行了产品迭代,开始大力发展具备矢量变频控制功能的新产品。