变频器与开关磁阻电机调速器波形对比

变频器与开关磁阻电机控制器

的电流电压波形

1变频器的电流电压波形

1.1输入端

1.1.1电流电压

1.1.2功率测量

1.1.3谐波图形

1.2输出端

1.2.1电流电压

1.2.2功率测量

1.2.4谐波列表

2开关磁阻电机调速控制器的波形

2.1输入端

2.1.1电流电压波形

2.1.3功率测量

2.1.4谐波图形

2.1.5谐波列表

模拟抽油机实验平台运行谐波列表

2.2输出端

2.2.1电压波形

200kW球磨机开关磁阻电机某一相绕组的电压波形图

160kW开关磁阻电机一相绕组上的电压波形图

160kW开关磁阻电机一相绕组上的电压波形图其中波形1为控制器输出端子处，波形2为经过100米长的电缆后电机接线盒处；通过高压探针衰减50倍而测得。

电压衰减达到2.60*50=130V，严重影响电机出力。

2.2.2电流波形

200kW球磨机开关磁阻电机控制器主板霍尔电流传感器的电流波形图

200kW球磨机开关磁阻电机某一相绕组的电流波形图

3对比分析

3.1变频器的输入与输出波形

输入波形：电压为正弦波，电流波形畸变严重；

输出波形：电流近似正弦波，电压波形畸变严重；

3.2谐波及其对策

变频器及开关磁阻电机控制器均有谐波产生，谐波皆因电压或电流波形失真而发生，总谐波失真率【THD】相差不大，变频器为3.2%，开关磁阻电机为2.62%。

开关磁阻电机的电流波形畸变更为严重，实际上是脉冲波形，从而导致电机力矩脉动较大，噪声及温升的增大。

开关磁阻电机的输出电缆不能太长，否则电压衰减严重，会造成电机运行时声音不正常，出力不够，甚至干扰控制信号，使运行失控；同时使电缆温升提高。

因此，不管是变频器或是开关磁阻电机控制器系统，都非常有必要配置电源侧交流输入电抗器、输出侧交流电抗器、直流电抗器（平波电抗器），来抑制谐波的危害。

3.3开关磁阻电机的控制策略

控制策略有三种：电流斩波控制（CCC）方式、电压斩波（PWM）方式、角度位置控制（APC）方式。

以上应用及测试的开关磁阻电机调速控制器，是基于CCC控制策略的。调试时，主要通过改变导通角θon、关断角参数θoff来提高电机运行效率或提高电机出力，但电机效率与出力是矛盾的，提高效率就会降低出力，控制上采取起动时提高出力（两相同时通电起动），而起动结束后提高运行效率的方法。

4测试条件

4.1测试仪表

钳形功率计：HIOKI PW3360-30，电流钳：9661

4.2测试负载系统

4.2.122kW异步电机+22kW变频器，通过减速器驱动曲柄臂

（拉动钢丝绳），使2T砝码上升、下降运动；运行在50Hz。

4.2.222kW开关磁阻电机+调速器，通过减速器驱动曲柄臂

（拉动钢丝绳），使2T砝码上升、下降运动；运行速度与

变频系统一致，为980rpm。

测量&记录：夏逢喜分析：夏逢喜日期：2015.4.29