Elektromotorernes historie går tilbage til 1820, hvor Hans Christian Oster opdagede den magnetiske effekt af elektrisk strøm, og et år senere opdagede Michael Faraday elektromagnetisk rotation og byggede den første primitive jævnstrømsmotor.Faraday opdagede elektromagnetisk induktion i 1831, men det var først i 1883, at Tesla opfandt induktionsmotoren (asynkron).I dag forbliver hovedtyperne af elektriske maskiner de samme, DC, induktion (asynkron) og synkron, alt baseret på teorier udviklet og opdaget af Alstead, Faraday og Tesla for over hundrede år siden.
Siden opfindelsen af induktionsmotoren er den blevet den mest udbredte motor i dag på grund af fordelene ved induktionsmotor i forhold til andre motorer.Den største fordel er, at induktionsmotorer ikke kræver en elektrisk forbindelse mellem de stationære og roterende dele af motoren, derfor kræver de ingen mekaniske kommutatorer (børster), og de er vedligeholdelsesfrie motorer.Induktionsmotorer har også egenskaberne af lav vægt, lav inerti, høj effektivitet og stærk overbelastningskapacitet.Som et resultat er de billigere, stærkere og fejler ikke ved høje hastigheder.Derudover kan motoren arbejde i en eksplosiv atmosfære uden gnister.
I betragtning af alle de ovennævnte fordele betragtes induktionsmotorer som perfekte elektromekaniske energiomformere, dog kræves mekanisk energi ofte ved variable hastigheder, hvor hastighedskontrolsystemer ikke er en triviel sag.Den eneste effektive måde at generere trinløs hastighedsændring på er at levere trefaset spænding med variabel frekvens og amplitude til den asynkrone motor.Rotorhastigheden afhænger af hastigheden af det roterende magnetfelt, som statoren giver, så frekvensomdannelse er påkrævet.Der kræves variabel spænding, motorimpedansen reduceres ved lave frekvenser, og strømmen skal begrænses ved at reducere forsyningsspændingen.
Før fremkomsten af effektelektronik blev hastighedsbegrænsende kontrol af induktionsmotorer opnået ved at skifte de tre statorviklinger fra en delta- til en stjerneforbindelse, hvilket reducerede spændingen over motorviklingerne.Induktionsmotorer har også mere end tre statorviklinger for at tillade variation af antallet af polpar.Men en motor med flere viklinger er dyrere, fordi motoren kræver mere end tre tilslutningsporte, og kun specifikke diskrete hastigheder er tilgængelige.En anden alternativ metode til hastighedsregulering kan opnås med en viklet rotorinduktionsmotor, hvor rotorviklingenderne bringes på slæberinge.Denne tilgang fjerner dog tilsyneladende de fleste af fordelene ved induktionsmotorer, samtidig med at den introducerer yderligere tab, som kan resultere i dårlig ydeevne ved at placere modstande eller reaktanser i serie på tværs af statorviklingerne på en induktionsmotor.
På det tidspunkt var ovenstående metoder de eneste tilgængelige til at kontrollere hastigheden af induktionsmotorer, og DC-motorer eksisterede allerede med frekvensomformere med uendelig variabel hastighed, der ikke kun tillod drift i fire kvadranter, men også dækkede et bredt effektområde.De er meget effektive og har passende kontrol og endda en god dynamisk respons, men dens største ulempe er det obligatoriske krav til børster.
Afslutningsvis
I de sidste 20 år har halvlederteknologien gjort enorme fremskridt, hvilket giver de nødvendige betingelser for udvikling af egnede induktionsmotordrivsystemer.Disse forhold falder i to hovedkategorier:
(1) Omkostningsreduktion og ydelsesforbedring af kraftelektroniske omskiftningsenheder.
(2) Mulighed for at implementere komplekse algoritmer i nye mikroprocessorer.
Der skal dog stilles en forudsætning for at udvikle egnede metoder til at styre hastigheden af induktionsmotorer, hvis kompleksitet i modsætning til deres mekaniske enkelthed er særlig vigtig med hensyn til deres matematiske struktur (multivariat og ikke-lineær).
Indlægstid: Aug-05-2022