De geschiedenis van elektromotoren gaat terug tot 1820, toen Hans Christian Oster het magnetische effect van elektrische stroom ontdekte, en een jaar later ontdekte Michael Faraday elektromagnetische rotatie en bouwde hij de eerste primitieve gelijkstroommotor.Faraday ontdekte elektromagnetische inductie in 1831, maar pas in 1883 vond Tesla de inductiemotor (asynchrone) uit.Tegenwoordig blijven de belangrijkste soorten elektrische machines hetzelfde: DC, inductie (asynchroon) en synchroon, allemaal gebaseerd op theorieën die meer dan honderd jaar geleden zijn ontwikkeld en ontdekt door Alstead, Faraday en Tesla.
Sinds de uitvinding van de inductiemotor is het tegenwoordig de meest gebruikte motor geworden vanwege de voordelen van een inductiemotor ten opzichte van andere motoren.Het belangrijkste voordeel is dat inductiemotoren geen elektrische verbinding nodig hebben tussen de stationaire en roterende delen van de motor, daarom hebben ze geen mechanische commutatoren (borstels) nodig en zijn het onderhoudsvrije motoren.Inductiemotoren hebben ook de kenmerken van lichtgewicht, lage traagheid, hoog rendement en sterke overbelastingscapaciteit.Als gevolg hiervan zijn ze goedkoper, sterker en falen ze niet bij hoge snelheden.Bovendien kan de motor in een explosieve atmosfeer werken zonder vonken.
Gezien alle bovengenoemde voordelen worden inductiemotoren beschouwd als perfecte elektromechanische energieomzetters, maar mechanische energie is vaak vereist bij variabele snelheden, waarbij snelheidsregelsystemen geen triviale zaak zijn.De enige effectieve manier om een traploze snelheidsverandering te genereren is het leveren van driefasige spanning met variabele frequentie en amplitude voor de asynchrone motor.De rotorsnelheid hangt af van de snelheid van het roterende magnetische veld dat door de stator wordt geleverd, dus frequentieconversie is vereist.Er is een variabele spanning vereist, de motorimpedantie wordt verlaagd bij lage frequenties en de stroom moet worden beperkt door de voedingsspanning te verlagen.
Vóór de komst van de vermogenselektronica werd de snelheidsbegrenzende regeling van inductiemotoren bereikt door de drie statorwikkelingen van een delta- naar een sterschakeling te schakelen, waardoor de spanning over de motorwikkelingen werd verlaagd.Inductiemotoren hebben ook meer dan drie statorwikkelingen om het aantal poolparen te kunnen variëren.Een motor met meerdere wikkelingen is echter duurder omdat de motor meer dan drie aansluitpoorten nodig heeft en er alleen specifieke discrete snelheden beschikbaar zijn.Een andere alternatieve methode voor snelheidsregeling kan worden bereikt met een inductiemotor met gewikkelde rotor, waarbij de rotorwikkeluiteinden op sleepringen worden gebracht.Deze aanpak neemt echter blijkbaar de meeste voordelen van inductiemotoren weg, terwijl er ook extra verliezen worden geïntroduceerd, die kunnen resulteren in slechte prestaties door weerstanden of reactanties in serie over de statorwikkelingen van een inductiemotor te plaatsen.
Destijds waren de bovenstaande methoden de enige beschikbare methoden om de snelheid van inductiemotoren te regelen, en er bestonden al gelijkstroommotoren met aandrijvingen met oneindig variabele snelheid die niet alleen werking in vier kwadranten mogelijk maakten, maar ook een breed vermogensbereik bestreken.Ze zijn zeer efficiënt en hebben een geschikte controle en zelfs een goede dynamische respons, maar het grootste nadeel is de verplichte vereiste voor borstels.
ten slotte
De afgelopen twintig jaar heeft de halfgeleidertechnologie enorme vooruitgang geboekt, waardoor de noodzakelijke voorwaarden zijn geschapen voor de ontwikkeling van geschikte inductiemotoraandrijfsystemen.Deze voorwaarden vallen in twee hoofdcategorieën:
(1) Kostenreductie en prestatieverbetering van vermogenselektronische schakelapparaten.
(2) Mogelijkheid om complexe algoritmen in nieuwe microprocessors te implementeren.
Er moet echter een voorwaarde worden gesteld om geschikte methoden te ontwikkelen om de snelheid van inductiemotoren te regelen waarvan de complexiteit, in tegenstelling tot hun mechanische eenvoud, bijzonder belangrijk is met betrekking tot hun wiskundige structuur (multivariaat en niet-lineair).
Posttijd: 05-aug-2022