变频器控制交流电机转速——施耐德

感应式交流电机在工业中所运用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（今后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决议电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适和经过改动该值来调整电机的速度。

　　别的，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就能够被自在的操控。

　　因而，以操控频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。

　　定论：改动频率和电压是最优的电机操控方法

　　假如仅改动频率而不改动电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因而变频器在改动频率的同时有必要要同时改动电压。输出频率在额外频率以上时，电压却不能够继续添加，最高只能是等于电机的额外电压。

　　工频电源：由电网供给的动力电源（商用电源）

　　起动电流：当电机开端运转时，变频器的输出电流

　　变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动

　　电机在工频电源供电时起动和加快冲击很大，而当运用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会发生一个大的起动起动电流。而当运用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐步加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。

　　一般，电机发生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出阐明。

　　经过运用磁通矢量操控的变频器，将改进电机低速时转矩的缺乏，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

　　3. 当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低

　　一般的电机是按50Hz电压设计制作的，其额外转矩也是在这个电压范围内给出的。因而在额外频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe)

　　变频器输出频率大于50Hz频率时，电机发生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。

　　当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的巨细有必要要给予考虑，以避免电机输出转矩的缺乏。

　　举例，电机在100Hz时发生的转矩大约要降低到50Hz时发生转矩的1/2。

　　因而在额外频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)

　　4. 变频器50Hz以上的应用状况

　　咱们知道, 对一个特定的电机来说, 其额外电压和额外电流是不变的。

　　如变频器和电机额外值都是: 15kW/380V/30A, 电机能够工作在50Hz以上。

　　当转速为50Hz时, 变频器的输出电压为380V, 电流为30A. 这时假如增大输出频率到60Hz, 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以咱们称之为恒功率调速.

　　这时的转矩状况怎样呢?

　　由于P=wT (w:角速度, T:转矩). 由于P不变, w添加了, 所以转矩会相应减小。

　　咱们还能够再换一个角度来看:

　　电机的定子电压 U = E + I*R (I为电流, R为电子电阻, E为感应电势)

　　能够看出, U,I不变时, E也不变.

　　而E = k*f*X, (k:常数, f: 频率, X:磁通), 所以当f由50-->60Hz时, X会相应减小

　　关于电机来说, T=K*I*X, (K:常数, I:电流, X:磁通), 因而转矩T会跟着磁通X减小而减小.

　　同时, 小于50Hz时, 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不变时, 磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为什么一般用变频器的过流才能来描述其过载(转矩)才能. 并称为恒转矩调速(额外电流不变-->最大转矩不变)

　　定论: 当变频器输出频率从50Hz以上添加时, 电机的输出转矩会减小.

　　5. 其他和输出转矩有关的要素

　　发热和散热才能决议变频器的输出电流才能，然后影响变频器的输出转矩才能。

　　载波频率: 一般变频器所标的额外电流都是以最高载波频率, 最高环境温度下能保证持续输出的数值. 降低载波频率, 电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。

　　环境温度：就象不会由于检测到周围温度比较低时就增大变频器维护电流值.

　　海拔高度: 海拔高度添加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下能够不考虑. 以上每1000米降容5%就能够了.

　　6. 矢量操控是怎样改进电机的输出转矩才能的？

　　*1: 转矩进步

　　此功能添加变频器的输出电压（主要是低频时），以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩丢失，然后改进电机的输出转矩。

　　改进电机低速输出转矩缺乏的技能

　　运用矢量操控，能够使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩能够到达电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额外转矩的150％）。

　　关于惯例的V/F操控，电机的电压降随着电机速度的降低而相对添加，这就导致由于励磁缺乏，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个缺乏，变频器中需要经过进步电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做转矩进步（*1）。

　　转矩进步功能是进步变频器的输出电压。但是即便进步许多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的进步。由于电机电流包括电机发生的转矩重量和其它重量（如励磁重量）。

　　矢量操控把电机的电流值进行分配，然后确定发生转矩的电机电流重量和其它电流重量（如励磁重量）的数值。

　　矢量操控能够经过对电机端的电压降的呼应，进行优化补偿，在不添加电流的状况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改进电机低速时温升也有效。

变频器控制交流电机转速——施耐德

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