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　　1.電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？

 

　　電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：r/min每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.

 

　　例如：2極電機(jī)50Hz 3000[r/min]

 

　　4極電機(jī)50Hz 1500[r/min]

 

　　結(jié)論：電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例

 

　　感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)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(gè)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(guò)改變?cè)撝祦?lái)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。

 

　　n=60f/p

 

　　n:同步速度

 

　　f:電源頻率

 

　　p:電機(jī)極對(duì)數(shù)

 

　　結(jié)論：改變頻率和電壓是z*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(huì)使電機(jī)出于過(guò)電壓（過(guò)勵(lì)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，z*高只能是等于電機(jī)的額定電壓。

 

　　例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V。

 

　　2.當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？

 

　　變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和z*大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)。

 

　　電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_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(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)起動(dòng)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)起動(dòng)電流和沖擊要小些。

 

　　通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小（速度降低）而減小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。

 

　　通過(guò)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，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)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,P<=Pe)

 

　　變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。

 

　　當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。

 

　　舉例，電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。

 

　　因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速.(P=Ue*Ie)

 

　　4.變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況

 

　　大家知道,對(duì)一個(gè)特定的電機(jī)來(lái)說(shuō),其額定電壓和額定電流是不變的。

 

　　如變頻器和電機(jī)額定值都是:15kW/380V/30A,電機(jī)可以工作在50Hz以上。

 

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí),變頻器的輸出電壓為380V,電流為30A.這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz,變頻器的z*大輸出電壓電流還只能為380V/30A.很顯然輸出功率不變.所以我們稱之為恒功率調(diào)速。

 

　　這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?

 

　　因?yàn)镻=wT(w:角速度,T:轉(zhuǎn)矩).

 

　　因?yàn)镻不變，w增加了，所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。我們還可以再換一個(gè)角度來(lái)看:

 

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

 

　　可以看出，U,I不變時(shí)，E也不變。而E=k*f*X,(k:常數(shù),f:頻率,X:磁通),所以當(dāng)f由50-->60Hz時(shí)，X會(huì)相應(yīng)減小。

 

　　對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō),T=K*I*X，(K:常數(shù),I:電流,X:磁通)，因此轉(zhuǎn)矩T會(huì)跟著磁通X減小而減小。

 

　　同時(shí),小于50Hz時(shí),由于I*R很小，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(guò)流能力來(lái)描述其過(guò)載(轉(zhuǎn)矩)能力。并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->z*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(huì)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z*高載波頻率，z*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(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。

 

　　環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)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：海拔高度增加，對(duì)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%就可以了。