變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理

1、變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理 變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。 本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)， 在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一 個連續(xù)的數(shù)值（為 2 的倍數(shù)，例如極數(shù)為 2,4,6）,所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。 另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被 自由的控制。 因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備

2、。 結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會使電機(jī)出于過電壓（過勵磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。 工頻電源：由電網(wǎng)提供的動力電源（商用電源） 起動電流：當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流 變頻器驅(qū)動時(shí)的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動 電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動和加速沖擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動起動電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起

3、動電流和沖擊要小些。 通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。 通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 3 .當(dāng)變頻器調(diào)速到大于 50Hz 頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低 通常的電機(jī)是按 50Hz 電壓設(shè)計(jì)制造的，具額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速.（T=Te,P60Hz 時(shí)，X 會相應(yīng)減小 對于電機(jī)來說，T=K*I*X,（K:常數(shù)，I:電流，X:磁通），因此轉(zhuǎn)矩 T 會跟著磁通 X 減小而減小. 同時(shí)，小于 50Hz 時(shí)，由于 I*R 很小

4、，所以 U/f=E/f 不變時(shí)，磁通（X）為常數(shù).轉(zhuǎn)矩 T和電流成正比.這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載（轉(zhuǎn)矩）能力.并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速（額定電流不變-最大轉(zhuǎn)矩不變） 結(jié)論：當(dāng)變頻器輸出頻率從 50Hz 以上增加時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小. 5 .其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素 發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。 載波頻率：一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率，最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.降低載波頻率，電機(jī)的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減小。 環(huán)境溫度：就象不會因?yàn)闄z測到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值. 海拔高度： 海拔高度

5、增加， 對散熱和絕緣性能都有影響.一般 1000m 以下可以不考慮.以上每 1000 米降容 5%ft 可以了. 6 .矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？ *1:轉(zhuǎn)矩提升 此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) 使用矢量控制，可以使電機(jī)在低速，如（無速度傳感器時(shí)）1Hz（對 4 極電機(jī)，具轉(zhuǎn)速大約為 30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在 50Hz 供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的 150%）。 對于常規(guī)的 V/F 控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做轉(zhuǎn)矩提升（*1）。 轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它 分量（如勵磁分量）。 矢量控制把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電