交流電機使用起來很簡單，但它的速度會根據負載的大小或所提供的電壓量而變化。對于保持均勻速度很重要的應用，還有另一種類型的電機可以提高性能。

首先，讓我們了解交流電機如何確定其“額定轉矩”和“額定轉速”。額定扭矩和額定速度是電機在給定電壓、電機和負載下最高效地運行的地方。扭矩和速度之間的關系顯示在速度扭矩曲線上，該曲線描述了電機的預期性能。電機根據負載扭矩加速或減速。理想的做法是正確選擇電機尺寸，這樣您就可以更接近最大效率(額定扭矩和額定速度)運行。

查看下面交流感應電機的速度-扭矩曲線。當你給交流電機供電時，電機從0RPM開始運行，逐漸增加速度，直到進入穩定區域，然后穩定在“額定轉速”。該額定速度低于“空載速度”和“同步速度”，由施加在電機上的負載扭矩決定。如果從 Y 軸上的額定扭矩值到曲線的穩定區域畫一條水平線，額定速度就是它與曲線相交的地方。

從數學上講，這是確定電機“同步速度”的公式。

Oriental Motor 生產 2 極和 4 極交流電機。對于輸入電壓為 220VAC、60Hz 的三相交流電機，電機的同步轉速 (RPM) = 120 x 60 / 4 = 1800 RPM。同步速度本質上是空載速度與轉差率。由于施加額定負載會使電機減速至額定轉速，因此額定轉速與同步轉速之間的差異就是額定負載的存在。

但是，如果由于負載質量的變化而導致扭矩增加，例如郵局的箱式輸送機承載不同重量的負載，則所需的扭矩會增加(力 x 滑輪半徑)，并且您將不再以額定扭矩運行線。相反，電機速度隨著負載扭矩的變化而上下波動。下圖顯示了一個示例，其中增加的摩擦負載會使交流電機減速。

還記得我說過速度轉矩曲線是針對給定電壓、電機和負載的嗎?現在讓我們看看輸入電壓的波動如何改變曲線。更高的電壓通過向上推動曲線產生更高的扭矩，反之亦然。速度和加速性能也會受到可用扭矩變化的影響。

僅供參考：如果您的交流電機在相同負載下速度波動，那么故障排除的第一步就是驗證電機的輸入電壓是否波動。

有關交流電機功能的更多信息，請閱讀我們的白皮書。< >交流電機概述

現在這些理論已經足夠了。一些變頻驅動器會提供矢量控制和電機滑差補償，以減少速度波動并調節電機的電壓輸出，但微調電機參數需要時間。還有另一種即插即用解決方案可以提供幫助。

在本應用示例中，我們將研究使用交流電機的零件送料器(振動送料器)。

零件送料器按給定方向排列負載，并通過使用三相交流感應電機振動送料器將其發送到下一個生產過程。VFD(逆變器)用于速度控制。

常見問題：

由于電機的輸入電壓波動，進給速度會發生變化。

變化的負載也可能改變進給速度。

針對變化的負載精確調整速度是困難的。

可以消除所有這些問題的解決方案是具有反饋控制的永磁無刷電機。Oriental Motor 的無刷電機與專用驅動器搭配使用，可實現最佳性能和 +/-0.2% 或更好的閉環速度調節。更高的效率、緊湊的尺寸、更低的工作溫度和恒定的扭矩是無刷電機的其他優勢，它們也有助于提高性能。

專用驅動器可以接受寬范圍的輸入電壓并調節其對電機的輸出。我們的 30W BMU 系列示例如下所示。 如果查看電源規格，您會發現輸入電壓范圍很寬。只要輸入電壓在此范圍內(100~120VAC)，即可達到相同的性能。

反饋控制是通過電機中的內置霍爾效應傳感器實現的。來自霍爾效應傳感器的信號用于測量電機速度以及定子勵磁序列的定時。專用驅動器通過始終比較命令速度(設定速度)與實際速度(通過霍爾效應傳感器脈沖計算的速度)來實現更好的速度調節。如果速度超出公差范圍，則會即時進行速度修正。

交流電機與無刷電機性能比較：

憑借其永磁體、數字化 PWM(脈沖寬度調制)控制、穩壓、恒轉矩和反饋控制，無刷電機可提供穩定的速度控制以及對交流電機和 VFD 的以下改進。

調速是在額定轉速下測量的。對于無刷電機，額定速度通常更高，為 3,000 RPM。對于交流電機，它的轉速約為 1500 RPM。如果我們計算出來，三相交流感應電機的波動約為 150 RPM，而無刷電機為 12 RPM(+/-6 RPM)。

此外，速度可以以 1 RPM 的增量進行精確的數字設置。使用驅動器前面板上的電位器可以輕松改變速度，然后按下進行設置。

對于一般用途的應用，交流電機就足夠了。然而，對于速度一致性、更小占用空間或效率至關重要的更高級應用程序，很高興知道市場上有另一種解決方案。

審核編輯：湯梓紅