電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變頻器的關(guān)系

1、 電機(jī)轉(zhuǎn)矩和變頻器的關(guān)系 1. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ *1: r/min 電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：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 $電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例 本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大局部電機(jī)均為此類(lèi)型電機(jī)。 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

2、在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供應(yīng)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) $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(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，最高只能是等于電機(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.

3、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？ *1:工頻電源 由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源商用電源 *2:起動(dòng)電流 當(dāng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流 -變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(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)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)矩的缺乏，甚至在低 速區(qū)電機(jī)

4、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, P60Hz 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- 最大轉(zhuǎn)矩不變 結(jié)論：當(dāng)變頻器輸出頻率從 50Hz以

5、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)的額定電流都是以最tWj載波頻率 ，最周環(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?chē)鷾囟缺葦M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 . 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

6、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)矩缺乏的技術(shù) 使用矢量控制，可以使電機(jī)在低速，如無(wú)速度傳感器時(shí)1Hz 對(duì)4極電機(jī)， 其轉(zhuǎn)速大約為30r/min 時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以到達(dá)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(duì)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(duì)增加， 這就 導(dǎo)致由于勵(lì)磁缺乏，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。 為了補(bǔ)償這個(gè)缺乏，變頻器中需 要通過(guò)提高電壓，來(lái)補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降 。變頻器的這個(gè)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(duì)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(lì)磁分量。 矢量控制把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而