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电工文摘／技术前沿 交流异步电动机的变频驱动技术 湖南大学 曾广金 湘电集团有限公司 钱明华 摘要：随着20世纪80年代发明的交流变频技术成为一项成熟的电机驱动技术以来，从未进入到工程调速领域的交流电动机 进入到调速技术领域，特别是在干线机车传动，地铁交通、动车传动方面更是出现了非VVVF技术不用的现象，但是从经济 领域及全社会各部门使用三相交流异步电动机的庞大数量来说，使用变频变压技术来驱动三相交流异步电动机数量可以说 是微乎其微，如此完美先进的驱动电机技术为何在生产领域中得到实际运用的电机数量却又如此之少呢？产生这种矛盾的 局面和原因又是什么呢？本文将从技术、经济、使用保养方面作准确简洁分析。 关键字：三相交流异步电动机 变频变压(VVVF)驱动技术 IGBT全关断电力电子器件 变频器 轴电压 电压补偿 0 引言 快 、器件工作时损耗小 、驱动功率小 、安全可靠及 电压利 在晶闸管面世前 ，电气驱动领域内直流电动机和交流 用率高等出色的电气性能 ，强有力地巩固了它在 电气驱动 电动机 由于原理 、结构的不同 ，一直格守着各 自的固有阵 工程 中的主体地位 。虽然各种新型的电力电子器件为交流 地 ，井水不犯河水 。直流传动调速 、交流传动不调速是电 异步电动机进行调速传动提供了强大的技术基础 ，但是 由 气行业公认 的规律 。1 58年美国通用 电气公 司GE总裁在 于三相交流电动机 的运用范 围极其广泛 ，使用数量极其巨 晶体管的基础上发明了晶闸管SCR ，又称可控硅 ，它是最 大 ，因此除了地铁有轨 电车 、轻轨车等领域对调速运行的 早开发研制成功的开关器件 ，并且在 当年马上进入商业运 舒适性要求很高的行业里普遍运用了变频变压驱动外 ，其 用 ，它的发明对 电力电子的开创和发展起到了最关键 的技 他更多领域内生工艺比较 固定 、无须频繁连续调速运行的 术支撑和开拓作用 ，第一个实用的可控硅器件 ，反向电压 驱动系统仍大量的采用传统的接触器 、继 电器组成的传统 为400V ，平均导通 电流16A ，但是这种变流容量非常有限 有触点电气传动系统 。虽然这个传统系统的技术的先进程 的电力电子器件却引起了变流器产业如雨后春笋般 的飞速 度无法和变频变压调速系统相比 ，但是它低廉的成本 （仅 发展 ，最终推翻了电气传动领域中长达百年的调速之王直 前者的1/3 ）优势非常明显 ；在变频变压调速系统的电力电 流电动机 的王座 ，也使在调速驱动中无人过问长达百年的 子器件开关工作时 ，因其高速通断时产生电磁干扰等新 问 交流电动机以大海磅礴之势问鼎 电子科学及其产业 。自晶 题也是必须要考虑的问题 ；同时有触点系统和无触点系统 闸管的发明研究成功后 ，相继出现功率更大 、性能更优越 比较起来减轻了保养维护传动系统的技术难度 ；因此 ，总 的GTO门极关断晶闸管 、大功率晶体管GTR 、功率MOS 体来看采用变频变压驱动控制系统显然远少于传统的有触 场效应晶体管MOSFET ，直到最终集各类电力电子器优越 点传动系统 ，掌握三相异步交流电动机传统有触点控制方 性能之大成的绝缘栅双极性晶体管IGBT的出现 ，各类电子 式仍有非常现实的意义 ，了解学 习三相交流电动机传动的 器件竞相涌现 的局面才稍稳定下来 ，人们把更多的精力集 基本技术及熟悉其操作维护的方法对生产装置正常发挥出 中放在改善新型电力电子器件 的性能 ，使其更加稳定 ，在 额定的技术功能仍是非常重要。 工程实践 中运用出现 的保护措施更加完备起来 。由于人们 的努力和智慧 ，IGBT的制造技术已完全成熟 ，它开关速度