同步电机变频器驱动原理及应用

变频器向同步电机定子输出电压前，先由励磁装置向同步电机的励磁绕组通以一定的励磁电流，然后变频器再向同步电机的电枢绕组输出适当的电压，起动电机。

同步电机电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，如果不在这一范围内，同步电机导致系统可能失步。在电机起动前，夹角是任意的，所以必须将夹角控制到这一范围内，电机才能逐步进入稳定同步运行状态。通过这一现象，我们可以确定变频器应用在同步电动机时最大的障碍是起动整步阶段。

变频器驱动同步电动机的起动整步过程主要分为以下几个步骤

（1）励磁装置投励。

（2）同步电机的电枢绕组会受到变频器施加的直流电压，产生一定的定子电流。

（3）变频器按照电机运行的转动方向缓慢旋转其施加在电枢绕组上的电压矢量。最终使同步电机进入同步运行状态，工序完成。

（4）变频器按照预先设定的加速度和v/f曲线（即磁通给定），调节输出电压，逐渐加速到给定频率。

变频器驱动同步电动机的稳态运行与运行时的励磁调节

由于变频器驱动同步电机时使用无需安装速度/位置传感器的控制方法，而变频器输出波形为多电平pwm波形，与控制异步电机时的波形相同，变频器类似于正弦电压源，无转矩脉动，具有较高的可靠性。

在工况下，手动调节其励磁电流，使变频器的输出电流最小，保持电流一直不变即可。实时调整励磁电流工况时，变频器可以实测其输出给同步电机的无功功率，向励磁装置下达励磁给定信号及调整励磁电流。