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| 变频器到底是如何控制电机转速的？ |
| 内容简介：电机在工频电源供电时起动的加速冲击很大，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远超于额定电流的大的起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出的电压和频率则是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流冲击要减小一些。 |
随着变频器的发展，变频器的使用越来越普及，但是很多时候我们只是在使用变频器，却从来不曾了解过它，今天，西诺尔电气就来给大家讲解一下变频器的众多只是之一—变频器是如何控制电机转速的？
1.电机的旋转速度为什么能够自由的改变呢？
电机旋转速度单位：r/min即每分钟旋转的次数，也可以表示为rpm。
例如：2极电机50Hz3000[r/min] 4极电机50Hz1500[r/min]
结论：电机旋转的速度与频率成比例。
感应式交流电机（以下简称为电机）的旋转速度近似地取决于电机的极数和电机的频率。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直来改变电机的转速。
另外，频率也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了。
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/p
n:同步速度
f:电源频率
p:电机极对数
结论：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的话，频率的降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能会被烧坏。因此变频器在改变频率的同时也必须要同时改变电压。输出的频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高也只能是等于电机的额定电压。
2.当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会有怎样的变化？
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的加速冲击很大，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远超于额定电流的大的起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出的电压和频率则是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流冲击要减小一些。
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的缺点，甚至在低速区电机也可以输出足够的转矩。
3.当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将会降低
通常的电机是按50Hz电压设计制造的，所以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.即(T=Te,P<=pe)< span="">
变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩会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，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。
举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速被称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)
4.变频器50Hz以上的应用情况
大家知道,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。
如变频器和电机额定值都是:15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。
当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为30A.这时如果将输出的频率增大到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A.很显然输出的功率不会改变.所以我们称之为恒功率调速.
这时的转矩情况怎样呢?
因为P=wT(w:角速度,T:转矩).
因为P不变,w增加了,所以转矩会相应减小。我们还可以再换一个角度来看:
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)
可以看出,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。
对于电机来说,T=K*I*X,(K:常数,I:电流,X:磁通),因此转矩T会随着磁通X的减小而减小.
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
发热和散热的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。但元器件的则会发热会而减小。
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：海拔高度的增加,对散热和绝缘性能都会有影响.一般1000米的以下可以不考虑.如果是超过1000米，则以上每1000米降容5%就可以了。
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