電機轉(zhuǎn)矩和變頻器的關系

1、 電機轉(zhuǎn)矩和變頻器的關系 1. 電機的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ *1: r/min 電機旋轉(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 50Hz 3000 r/min 4 極電機 50Hz 1500 r/min $電機的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例 本文中所指的電機為感應式交流電機，在工業(yè)中所使用的大局部電機均為此類型電機。 感應式交流電機以后簡稱為電機的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機的極數(shù)和 頻率。 由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個 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改變該值來調(diào) 整電機的速度。 另外，頻率能夠

2、在電機的外面調(diào)節(jié)后再供應電機，這樣電機的旋轉(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，是做為電機調(diào)速設備的優(yōu)選設備。 n = 60f/p n:同步速度 f:電源頻率 p:電機極對數(shù) $改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出于過電壓過勵磁 ， 導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。 輸出頻率在額定頻率以上時， 電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機的額定 電壓。 例如：為了使電機的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從 50Hz改變到 25Hz，這時變頻器的輸出電壓就需要從 400V改變到約200V 2.

3、當電機的旋轉(zhuǎn)速度頻率改變時，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣？ *1:工頻電源 由電網(wǎng)提供的動力電源商用電源 *2:起動電流 當電機開始運轉(zhuǎn)時，變頻器的輸出電流 -變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動 - 電機在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大，而當使用變頻器供電時，這些沖 擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動電流。而當使用變頻器時，變頻器的 輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機起動電流和沖擊要小些。 通常，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小速度降低而減小 。減小的實際數(shù) 據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。 通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的缺乏，甚至在低 速區(qū)電機

4、也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 3. 當變頻器調(diào)速到大于 50Hz頻率時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩將降低 通常的電機是按50Hz電壓設計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(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,X 會相應減小 對于電機來說，T=K*I*X, K: 常數(shù),I:電流,X:磁通,因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁 通X減小而減小. 同時，小于50Hz時，由于I*R很小，所以U/f=E/f 不變時，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流能力來描述其過載 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：當變頻器輸出頻率從 50Hz以

5、上增加時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩會減小. 5. 其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關的因素 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，電機的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減 小。 環(huán)境溫度：就象不會因為檢測到周圍溫度比擬低時就增大變頻器保護電流值 海拔高度：海拔高度增加，對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，以

6、補償定子電阻上電壓降引 起的輸出轉(zhuǎn)矩損失，從而改善電機的輸出轉(zhuǎn)矩。 $改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩缺乏的技術 使用矢量控制，可以使電機在低速，如無速度傳感器時1Hz 對4極電機， 其轉(zhuǎn)速大約為30r/min 時的輸出轉(zhuǎn)矩可以到達電機在 50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩最大 約為額定轉(zhuǎn)矩 的150%。 對于常規(guī)的V/F控制，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加， 這就 導致由于勵磁缺乏，而使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。 為了補償這個缺乏，變頻器中需 要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降 。變頻器的這個功能叫做轉(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 轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應的提高。 因為電機電流包含電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分 量如勵磁分量。 矢量控制把電機的電流值進行分配，從而