(1)在三相电动机中,由于基波会和气隙磁动势的五次谐波,产生交互作用,从而产生六次的转矩脉动,并因此打破系统的动、静态性能。然而当电机相数的变多,干扰较大的空间谐波次数也随之增加,幅值减小,并使得最后转矩脉动,大幅度减小。
(2)三相电动机想要使得自身实现高压大容量,往往会增大每一相串联绕组的匝数,调速时,则采用高压变频器。而对于多相电动机而言,因为相位数量的增大,电压可在功率相同的前提下变小,最后可达到低压大容量的效果。因此,大容量的多相电动机可以采用低压变频器,从而避免功率器件的串并联。也使得其十分适用于供电电压有限,却非常需要有大功率输出的场合中。
(3)相较于三相电动机,在调速系统上,多相电动机拥有更多的控制资源与潜能,能够采用一些不同于平常控制模式的控制模式。通过把相极控制模式(PPM)和传统的三相电动机的控制方式(V/f)联系起来,会大大地改善多相交流电动机(由多相逆变器供给电源)的调速系统性价比。
(4)在定子缺相时,多相电动机仍然可以降额继续运行,极其适用于一些不准中途停止,且十分重要的工作场合,也使得它具有了三相电动机不具备的高可靠性。
(5)多相电动机有着趋近于正弦波的转子电流,由于转子谐波的损耗减小,使得每安培的转矩输出增大。
纵使多相电动机拥有着以上的优点,但它还是存在着些许的不足,例如:当这样的系统需要电压逆变器实现,很大的谐波电流存在于多相电动机的定子电流中,控制系统复杂,供电电线过多等。
1.4 多相电动机调速系统的发展历史
功率变换的器件问题由于功率器件自身的迅速成长和晶闸管的出现,得到了一定的缓解。而同时伴随着功率变换技艺的进展与层出不穷的变换电路,使得想要完成并且使用由多相电动机与多项功率转化器构成的多相电动机的调速系统具有一定的可能性。
在上个世纪六十年代中期,电机研究人员对于多相电动机调速体系的开拓重新定了一个研究方向。在研究之前,先明确调速体系的设想目的为得到变换器与电动机两者相联系的最好特性功能。在变换器这一方向上,要想达到其最好的特性功能,只要输出方形波电压亦或方形波电流即可;而对于一个拥有着正弦分布的气隙磁场的交流电动机而言,只需要通入正弦波电压或者是正弦波电流就能让它打到自身的最好的特性功能。所以,在设计调速体系的时候,必须得在变换器和电动机的特性功能需求上寻找一个突破口,用一种比较中立的,折中的方法来解决。许多有关于多相电动机的调速体系研究,基本上都是按照前面所提到的想法来拓宽发展的。文献综述
到了上个世纪刚进入七十年代的时候,纳尔逊和克拉森于一开始对六相电动机使用了双重三相六阶梯形波逆变器,使得其转子电流走向趋向于正弦波形,随后其转矩脉动幅值下降,脉动频率扩大了一倍,
然而在另一边,定子电流的谐波幅值却变大。
伴随着交流调速体系的壮大,愈来愈多的研究人员开始逐渐地看中交流调速体系的可靠性,并在七十年代末期,把多相电动机调速体系推到了一个新的研究高度。这其中,由雅恩斯提出的相冗余概念,得到了普遍的使用。在多项调速体系的相数增加的前提下,电动机中的其中一相或者几相定子发生断路或者短路,感应电动机的平衡激励不会受到其显著的干扰,体系中的特性功能任然算得上理想。这一表现更加证明了多相电动机的交流调速体系具备着高可靠性。