华北科技学院毕业设计（论文）
图 2-3 椭圆旋转磁势的产生
由基本几何原理可以看出：合成负序磁势b F 越小，合成总磁势越接近圆形。当F b = Ff 时，合成磁势即为脉振磁势；当F b≠Ff时，合成磁势为椭圆形旋转磁势，如果Fb=0(Ff=0)，总的磁势为正向（反向）旋转的圆形磁动势。从式(2-12)、式(2-13)和(2-14)可以看出获得圆形旋转磁势的条件为：
FM=FA
(2-15)
θ＇+β=180o
在单相电机中，定子两相绕组轴线通常是正交的，为了获得圆形的旋转磁势，总希望两相电流相位相差90度。对于定子两相绕组匝数比为NM : NA的不对称电机，则还求FM = FA，即：
IMNM=IANA (2-16)
如果忽略定子绕组的压降，即定子绕组中电流同电压成线形关系，则上述条件可描述为：
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双相感应电机供电三桥臂逆变器控制原理及算法软件的研究设计
UM:UA=NA:NM (2-17)
2．3 两相电机工作原理
由电机学可知，转差率从0到sm（与最大电磁转矩对应的转差率）的区域为感应电动机的稳定运行区域。在电源频率不变的情况下，要想扩大感应电动机的稳定运行范围，必须增大转子电阻，使电机最大转矩时的转差率sm错误！未找到引用源。1。只有这样，才能使感应电机的转速得以在零速到同步转速的宽广范围内调节。这就是为什么两相电机都需要较大转子电阻的主要原因。
两相感应电机的转速将随控制电压的大小和相位而变化。当控制电压为最大值，控制电压的相位与励磁电压相位相差错误！未找到引用源。电角度时，电动机构成了一个两相对称系统，这时的气隙合成磁场是一个圆形旋转磁场，电动机的转速最高；调节控制电压的幅值或相位差角或二者同时改变时，气隙合成磁场将变为椭圆形磁场，控制电压的幅值越低或相位差偏离错误！未找到引用源。越多，气隙磁场的椭圆度就越大，电动机的转速就越低；当Ua=0时，只有励磁电源供电，电动机单相运行，气隙合成磁场是一个单项脉振磁场，这时，电动机应立即停转。改变控制电压与励磁电压的相序，旋转磁场的转向就会改变，也就实现了电动机的正反转控制。以上就是两相电机的控制原理的简单描述。
2．4 两相电机的控制方式
由两相感应电机的工作原理可知，调节控制电压的幅值或相位角，可以实现电动机的调速、起动停止以及正反转控制等，因此，其控制方式有一下三种。 2.41.幅值控制
幅值控制是指通过调节控制电压的幅值来实现电动机的调速和起动停止控制，而控制电压与励磁电压之间的相位差始终保持错误！未找到引用源。电角度不变。当Ua为最大值时气隙磁场为圆形旋转磁场，电动机为最高转速；当Ua=0时电动机停转。幅值控制时的原理接线图即磁动势矢量图如图2-4所示。
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（a）原理接线图 （b）磁动势矢量图
图2-4 两相感应电机的幅值控制
2.4.2相位控制
相位控制是指通过调节控制电压的相位来实现电动机的调速、起动、停止和正反转控制，而控制电压的幅值则保持不变。当控制电压与励磁电压之间的相位差为错误！未找到引用源。时，电动机为最高转速；相位差角等于零时，电动机停转。相位控制时的原理接线图和磁动势矢量图如图2-5所示。由于采用这种控制方式时需要的移相装置价格比较贵，故很少使用。
（a）原理接线图 （b）磁动势矢量图
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图2-5 两相感应电机的相位控制
2.4.3幅值-相位控制
幅值-相位控制的原理接线图如图2-6所示。其控制原理课简略说明如下：将励磁绕组串联电容器C后接到稳压电源错误！未找到引用源。上，控制绕组仍接控制电源错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。与错误！未找到引用源。始终保持同相位。调节控制电压错误！未找到引用源。的幅值时，由于转子绕组的耦合作用，励磁绕组电流错误！未找到引用源。将发生变化，使励磁绕组电压错误！未找到引用源。和电容器电压错误！未找到引用源。也随之变化。也就是说，调节控制电压错误！未找到引用源。的幅值时，励磁绕组电压错误！未找到引用源。的幅值及其与控制电压错误！未找到引用源。之间的相位差角都将随之变化，从而使电动机的转速得到调节。因此，这是一种同时改变幅值和相位的复合控制方式。这种控制方式下，当Ua=0时电动机停转。由于不需要复杂的移相装置，使控制设备简单、成本低廉，也使这种控制方式成为使用最广泛的一种控制方式。
图2-6 幅值-相位控制时的原理接线图
2.5 两相电机变频调速基本原理
异步电动机高效调速的典型是变频调速。异步电动机采用变频调速不但能实现无级
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变速，而且根据负载特性的不同，通过适当的调节电压与频率之间的关系，可使电机始终运行在高效区，并保持良好的运行特性。异步电动机采用变频起动，更能显著改善其起动性能，大幅度降低电机的起动电流，增加起动转矩。所以变频调速是异步电动机的理想的调速方法。
依据电机学的电机电磁场的基本理论：在异步电机中，对称绕组中通入对称电流，就能生成圆形旋转磁场。
磁场旋转的速度等于电机的同步速，其同电流的频率之间的关系为： n=错误！未找到引用源。，其中，f为电流频率，而p是电机的极对数。所以变频调速就是基于改变供给电机定子绕组的电压的频率，从而改变电机的同步速而调节电机的转速。同变滑差调速相比，变频调速的调速性能要优越很多。
一台电机如若希望获得良好的运行性能、力能指标，必须保持其磁路工作点稳定不变，即保持每极磁通量φ
m额定不变，这是因为若φm太强，电机磁路饱和，励磁电流、m太弱，电机出力不够，铁心也未充分利用。
励磁损耗及发热增大；若φ
从异步电机定子每相电势有效值公式来看
E1=4.44f1N1kdp1φm (2-18) 当电机一旦选定，其结构参数就确定了，有
φ(2-19)
所以只要协调的控制E1，f1即可达到控制气隙磁通φm恒定的目的。但运行频率在基频以下及以上调速时需采取不同的控制方式。
m
∝错误！未找到引用源。
图2-7 异步电机变压、变频调速 图2-8 不同电压、频率协调控制时
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