从第一次烧变频器说起
第一次烧变频器,也是第一次绕电机。
由于没有供实验用的小功率低压异步电机。所以只能买一个现有的,利用它的外壳,转子,定子。而替换掉它 的线圈。不就可以了?
于是说干就干。买了一个落地扇电机。主要是他小,而且便宜。糟蹋了不心疼。
然后
拆!
绕好后的效果就是这样
然后,绕好的视频演示
然后,mos管就烧了。
研究问题根源
一开始我认为是电流过大(废话),降低电压,提高频率,自然就把电流降下来了。
但是电流降下来了,扭矩也没了。
要想电机还有扭矩,绕组就必须有一定的电流。这个电流还远大于变频器从电源吸收的电流。
因为这部分电流,就是在绕组里内部循环。也就是所谓的“无功功率”。
这个电流必须足够大,才能让转子产生足够的感应磁场。 所以这部分电流,又叫 励磁电流。
感应电机的特点就是,运行电流基本上由励磁电流构成。
我自己绕的这个电机,在烧掉 mos 前,我观察到的:
1. 变频器输出电压较低的时候,绕组电流不足 3A, 电机无法运转。
2. 变频器输出足够电压,绕组电流超过 3A. 电机开始运转。此时变频器只从电源吸收0.3A电流。
3. 增加变频器的输出,变频器吸收电流到 2A, 此时绕组电流依旧是 3A 略多。
4. 继续加码,变频器吸收电流开始和绕组电流几乎相同。开始接近 4A.
5. 然后。。mos 冒烟。
其实虽然变频器以30w 以上功率只运行了十几秒。但是其实 mos 以超过 3A 电流运行时间已经超过一分钟有余了。
我回看了一下电路设计图,发现我居然选了个耐压 100V ,过流能力才 9A 的 mos 。。 脑子瓦特了。应该选 60V/30A 的。当时画图的时候肯定没好好选mos.
因为 9A 电流是持续电流。需要 mos 工作在持续导通状态。 如果工作在开关状态。有开关损耗。实际 mos 能过的电流只有一半。约 4.5A. 但是那还是在加散热片的情况下。我这没加散热片裸跑的 mos ,超过 3A 的电流跑了数分钟,也该烧。
总结
经过此次烧毁,我对异步电机的理解更上一层楼了
1. 异步电机从变频器吸收的电流,可以划分为做功电流和励磁电流
2. 励磁电流的大小是固定的。要想异步电机工作,必须首先向它注入励磁电流。变频器注入电流小于励磁电流,电机无法启动。所以这就是 V/F 控制的时候,在低频低压区域,要有一个电压补偿的根本原因。就是要维持励磁电流。否则随着电压的降低,励磁电流也会降低。
3. 对小功率异步电机来说,励磁电流的大小超过做功电流的大小
4. 增加线圈匝数可以减小励磁电流的要求
5. 但是增加的匝数同时会增加对供电电压的要求
6. 减小转子和定子的间隙(又叫气隙)可以减少励磁电流的要求,但是对机械加工精度提出更高的要求
7. 励磁电流彻底的表现为无功电流。励磁电流在绕组内部来回跑。中间会路过变频器的MOS管
8. 有功电流又分成机械功电流和损耗电流
9. 励磁电流需要变频器不断的补充损耗电流来维持
10. 线圈匝数多了。励磁电流减少,但是线圈长了,电阻增加。损耗电流并不减少
11. 变频器逐渐提高输出电压,到电机开始能运转,此时的变频器注入的有功电流,就是这台电机的损耗电流。
12. 变频器的容量应该 > 损耗电流 + 励磁电流 + 机械功电流
13. 逆变桥从直流母线吸收的功耗 = 损耗电流+机械功电流
14. mos 管流过电流 = 损耗电流 + 励磁电流 + 机械功电流
15. mos 管选型,要按 电机功率/电压 + 励磁电流 才能有足够余量