1、1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？*1: r/min 电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为 rpm.例如：2 极电机 50Hz 3000 r/min4 极电机 50Hz 1500 r/min$电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。 感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。 由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为 2 的倍数，例如极数为 2，4，6） ，所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电
2、机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/pn: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数$ 改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压，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。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从 50Hz 改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从 400V 改变到约 200V2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样
3、？*1: 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）*2: 起动电流当电机开始运转时，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速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，电机产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说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，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
4、率时，电机的输出转矩将降低-通常的电机是按 50Hz 电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P60Hz 时, X 会相应减小 对于电机来说, T=K*I*X, (K:常数, I:电流 , X:磁通), 因此转矩 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. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变最大转矩不变)结论: 当变频器输出频率从 50Hz 以上增加
5、时, 电机的输出转矩会减小.5. 其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响变频器的输出转矩能力。载波频率: 一般变频器所标的额定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：就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.海拔高度: 海拔高度增加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般 1000m 以下可以不考虑. 以上每 1000 米降容 5%就可以了.6. 矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的？*1: 转矩提升此功能增加变频器的输出电压（主要是低频时） ，以补偿定
6、子电阻上电压降引起的输出转矩损失，从而改善电机的输出转矩。 $ 改善电机低速输出转矩不足的技术使用“矢量控制“，可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对 4 极电机，其转速大约为 30r/min）时的输出转矩可以达到电机在 50Hz 供电输出的转矩（最大约为额定转矩的 150） 。对于常规的 V/F 控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，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“转矩提升“（*1） 。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转
7、矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量） 。“矢量控制“把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。“矢量控制“可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。变频器基础原理知识1.变频器基础1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant
8、 Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95左右。无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为 220V，三相交流电线电压为 380V，频率为 50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相 100V/60Hz，三相 200V/60Hz 等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。通常，把电压和频率固定不
9、变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器” 。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC） ，这个过程叫整流。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的1520 倍。由于
10、变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter” ，故该产品本身就被命名为“inverter” ，即：变频器。变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等） ，还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？n = 60f/p(1-s
11、) n: 电机的转速 f: 电源频率 p: 电机磁极对数 s：电机的转差率电机的转速 = 60(秒)频率（Hz)/电机的磁极对数 - 电机的转差率电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，rpm/min 也可表示为 rpm 电机的旋转速度同频率成比例 同步电机的转差矩为 0,同步电机的转速 = 60(秒)*频率(Hz)电机的磁极对数异步的转速比同步电机的转速低。例如：4 极三相步电机 60Hz 时 低于 1,800 r/min 4 极三相异步电机 50Hz时低于 1,500 r/min本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速
12、度近似地确决于电机的极对数和频率。由电机的工作原理决定电机的磁极对数是固定不变的。由于电机的磁极对数 1个磁极对数等于 2 极，电机的极数不是一个连续的数值（为 2 的倍数，例如极数为2，4，6） ，所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值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可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。例如：为了使电
13、机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从 60Hz 改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从 400V 改变到约 200V。如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高 10 度，变频器使用寿命减半。 因此，我们要重视散热问题啊！在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响 通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值 变频器容量（KW）55 W 在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力 150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。
