電機控制 - AC 感應電機 (ACIM) 概述
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器件型號：RDK-ACIM （AC 感應電機參考設計套件） 本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/120774.htm器件型號：TMDSHVMTRPFCKIT （高電壓電機控制和 PFC 開發(fā)者套件） |
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AC 感應電機(ACIM) 是消費電子類應用和工業(yè)應用中最受歡迎的電機，代表了工業(yè)革命的力量。十九世紀末，Nicola Tesla 首次構(gòu)想出“無火花”電機的概念，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)，實現(xiàn)了電機電壓和電流的平衡操作。
該電機沒有刷式直流電機那樣的刷子/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)中磁性的消失進一步增強了可靠性，也降低了制造成本。在高功率應用中（如500 HP 和更高應用），AC 感應電機是現(xiàn)有最高效的電機，可以達到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)點之一是能通過低扭矩紋波實現(xiàn)難以置信的順暢操作。為了實現(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效率。隨著這些導體中的磁通減少，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到轉(zhuǎn)子電路，與從標準變壓器的初級線圈感應二次電流差不多。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)子棒上實現(xiàn)d-flux/dt 效應，轉(zhuǎn)子不能以定子磁場相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。因此，感應電機歸類為異步電機。定子磁通矢量與轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速差異稱為轉(zhuǎn)差。隨著電機軸所需扭矩增加，轉(zhuǎn)差率也會增加。總之，電機速度是定子極數(shù)、電機扭矩（最終為電機轉(zhuǎn)差）和AC 輸入電壓頻率的函數(shù)關(guān)系。
3 相拓撲是變速應用的理想選擇。3 相轉(zhuǎn)換器的常用方法如圖所示，只需改變所應用波形的電壓和頻率（開環(huán)V/Hz 或標量控制），即可控制電機速度。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)濟的器件（如MSP430）輕松實現(xiàn)，但FOC 更適合強大的32 位處理器（如TI C2000 處理器）。
AC 感應電機也有單相版本。多數(shù)單相版本實際上具有雙相，其中一個相位用于幫助啟動電機。一旦電機達到一定速度，該相位斷開，這樣電機就只在一個相位上運行。
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