Istoria motoarelor electrice datează din 1820, când Hans Christian Oster a descoperit efectul magnetic al curentului electric, iar un an mai târziu Michael Faraday a descoperit rotația electromagnetică și a construit primul motor de curent continuu primitiv.Faraday a descoperit inducția electromagnetică în 1831, dar abia în 1883 Tesla a inventat motorul cu inducție (asincron).Astăzi, principalele tipuri de mașini electrice rămân aceleași, DC, inducție (asincrone) și sincrone, toate bazate pe teorii dezvoltate și descoperite de Alstead, Faraday și Tesla în urmă cu peste o sută de ani.
De la inventarea motorului cu inducție, acesta a devenit cel mai utilizat motor astăzi datorită avantajelor motorului cu inducție față de alte motoare.Principalul avantaj este că motoarele cu inducție nu necesită o conexiune electrică între părțile staționare și rotative ale motorului, prin urmare, nu necesită comutatoare mecanice (perii) și sunt motoare fără întreținere.Motoarele cu inducție au, de asemenea, caracteristicile de greutate redusă, inerție scăzută, eficiență ridicată și capacitate puternică de suprasarcină.Drept urmare, sunt mai ieftine, mai puternice și nu dau greș la viteze mari.În plus, motorul poate funcționa într-o atmosferă explozivă fără scântei.
Având în vedere toate avantajele de mai sus, motoarele cu inducție sunt considerate convertoare electromecanice perfecte de energie, cu toate acestea, energia mecanică este adesea necesară la viteze variabile, unde sistemele de control al vitezei nu sunt o chestiune banală.Singura modalitate eficientă de a genera o schimbare continuă a vitezei este de a furniza o tensiune trifazată cu frecvență și amplitudine variabile pentru motorul asincron.Viteza rotorului depinde de viteza câmpului magnetic rotativ furnizat de stator, deci este necesară conversia frecvenței.Este necesară tensiune variabilă, impedanța motorului este redusă la frecvențe joase, iar curentul trebuie limitat prin reducerea tensiunii de alimentare.
Înainte de apariția electronicii de putere, controlul de limitare a vitezei a motoarelor cu inducție a fost realizat prin comutarea celor trei înfășurări ale statorului de la o conexiune în triunghi la o conexiune în stea, ceea ce reducea tensiunea pe înfășurările motorului.Motoarele cu inducție au, de asemenea, mai mult de trei înfășurări statorice pentru a permite variarea numărului de perechi de poli.Cu toate acestea, un motor cu înfășurări multiple este mai scump, deoarece motorul necesită mai mult de trei porturi de conectare și sunt disponibile doar viteze distincte specifice.O altă metodă alternativă de control al vitezei poate fi realizată cu un motor cu inducție cu rotor bobinat, unde capetele înfășurării rotorului sunt aduse pe inele colectoare.Cu toate acestea, această abordare aparent înlătură majoritatea avantajelor motoarelor cu inducție, introducând în același timp și pierderi suplimentare, care pot duce la performanțe slabe prin plasarea în serie a rezistențelor sau reactanțelor pe înfășurările statorice ale unui motor cu inducție.
La acea vreme, metodele de mai sus erau singurele disponibile pentru a controla viteza motoarelor cu inducție, iar motoarele de curent continuu existau deja cu variatoare de viteză infinit care nu numai că permiteau funcționarea în patru cadrane, dar acopereau și o gamă largă de puteri.Sunt foarte eficiente și au un control adecvat și chiar un răspuns dinamic bun, totuși, principalul său dezavantaj este cerința obligatorie pentru perii.
în concluzie
În ultimii 20 de ani, tehnologia semiconductoarelor a făcut progrese uriașe, oferind condițiile necesare pentru dezvoltarea sistemelor adecvate de acționare a motoarelor cu inducție.Aceste condiții se împart în două categorii principale:
(1) Reducerea costurilor și îmbunătățirea performanței dispozitivelor de comutare electronice de putere.
(2) Posibilitatea de a implementa algoritmi complecși în noi microprocesoare.
Totuși, trebuie făcută o condiție prealabilă pentru a dezvolta metode adecvate de control al vitezei motoarelor cu inducție a căror complexitate, în contrast cu simplitatea lor mecanică, este deosebit de importantă în ceea ce privește structura lor matematică (multivariată și neliniară).
Ora postării: Aug-05-2022