變頻器控制交流電機轉速——森蘭

感應式交流電機（今后簡稱為電機）的旋轉速度近似地確決于電機的極數和頻率。由電機的作業原理決議電機的極數是固定不變的。由于該極數值不是一個接連的數值（為2的倍數，例如極數為2，4，6），所以一般不適和經過改動該值來調整電機的速度。

變頻器控制交流電機轉速——森蘭

　　別的，頻率能夠在電機的外面調節后再供應電機，這樣電機的旋轉速度就能夠被自在的操控。

　　因而，以操控頻率為目的的變頻器，是做為電機調速設備的優選設備。

　　定論：改動頻率和電壓是最優的電機操控辦法

　　如果僅改動頻率而不改動電壓，頻率下降時會使電機出于過電壓（過勵磁），導致電機可能被燒壞。因而變頻器在改動頻率的一起有必要要一起改動電壓。輸出頻率在額外頻率以上時，電壓卻不能夠繼續添加，最高只能是等于電機的額外電壓。

　　工頻電源：由電網提供的動力電源（商用電源）

　　起動電流：當電機開端運轉時，變頻器的輸出電流

　　變頻器驅動時的起動轉矩和最大轉矩要小于直接用工頻電源驅動

　　電機在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大，而當運用變頻器供電時，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會發生一個大的起動起動電流。而當運用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機起動電流和沖擊要小些。

　　一般，電機發生的轉矩要隨頻率的減?。ㄋ俣认陆担┒鴾p小。減小的實踐數據在有的變頻器手冊中會給出闡明。

　　經過運用磁通矢量操控的變頻器，將改進電機低速時轉矩的缺乏，甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。

　　3. 當變頻器調速到大于50Hz頻率時，電機的輸出轉矩將下降

　　一般的電機是按50Hz電壓設計制作的，其額外轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因而在額外頻率之下的調速稱為恒轉矩調速. (T=Te, P<=Pe)

　　變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機發生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降。

　　當電機以大于50Hz頻率速度運行時，電機負載的大小有必要要給予考慮，以避免電機輸出轉矩的缺乏。

　　舉例，電機在100Hz時發生的轉矩大約要下降到50Hz時發生轉矩的1/2。

　　因而在額外頻率之上的調速稱為恒功率調速. (P=Ue*Ie)

　　4. 變頻器50Hz以上的運用情況

　　咱們知道, 對一個特定的電機來說, 其額外電壓和額外電流是不變的。

　　如變頻器和電機額外值都是: 15kW/380V/30A, 電機能夠作業在50Hz以上。

　　當轉速為50Hz時, 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以咱們稱之為恒功率調速.

　　這時的轉矩情況怎樣呢?

　　由于P=wT (w:角速度, T:轉矩). 由于P不變, w添加了, 所以轉矩會相應減小。

　　咱們還能夠再換一個視點來看:

　　電機的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻, E為感應電勢)

　　能夠看出, U,I不變時, E也不變.

　　而E = k*f*X, (k:常數, f: 頻率, X:磁通), 所以當f由50-->60Hz時, X會相應減小

　　關于電機來說, T=K*I*X, (K:常數, I:電流, X:磁通), 因而轉矩T會跟著磁通X減小而減小.

　　一起, 小于50Hz時, 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不變時, 磁通(X)為常數. 轉矩T和電流成正比. 這也就是為什么一般用變頻器的過流才能來描繪其過載(轉矩)才能. 并稱為恒轉矩調速(額外電流不變-->最大轉矩不變)

　　定論: 當變頻器輸出頻率從50Hz以上添加時, 電機的輸出轉矩會減小.

　　5. 其他和輸出轉矩有關的要素

　　發熱和散熱才能決議變頻器的輸出電流才能，然后影響變頻器的輸出轉矩才能。

　　載波頻率: 一般變頻器所標的額外電流都是以最高載波頻率, 最高環境溫度下能保證繼續輸出的數值. 下降載波頻率, 電機的電流不會受到影響。但元器件的發熱會減小。

　　環境溫度：就象不會由于檢測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護電流值.

　　海拔高度: 海拔高度添加, 對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下能夠不考慮. 以上每1000米降容5%就能夠了.

　　6. 矢量操控是怎樣改進電機的輸出轉矩才能的？

　　*1: 轉矩進步

　　此功用添加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時），以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉矩損失，然后改進電機的輸出轉矩。

　　改進電機低速輸出轉矩缺乏的技能

　　運用矢量操控，能夠使電機在低速,如(無速度傳感器時)1Hz（對4極電機，其轉速大約為30r/min）時的輸出轉矩能夠到達電機在50Hz供電輸出的轉矩（最大約為額外轉矩的150％）。

　　關于慣例的V/F操控，電機的電壓降跟著電機速度的下降而相對添加，這就導致由于勵磁缺乏，而使電機不能取得足夠的旋轉力。為了補償這個缺乏，變頻器中需要經過進步電壓，來補償電機速度下降而引起的電壓降。變頻器的這個功用叫做轉矩進步（*1）。

　　轉矩進步功用是進步變頻器的輸出電壓。然而即使進步許多輸出電壓，電機轉矩并不能和其電流相對應的進步。由于電機電流包含電機發生的轉矩重量和其它重量（如勵磁重量）。

　　矢量操控把電機的電流值進行分配，然后確認發生轉矩的電機電流重量和其它電流重量（如勵磁重量）的數值。

　　矢量操控能夠經過對電機端的電壓降的響應，進行優化補償，在不添加電流的情況下，允許電機產出大的轉矩。此功用對改進電機低速時溫升也有效。

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變頻器控制交流電機轉速——森蘭

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