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变频器是如何控制电机转速以及对电机转矩的影响

作者:w88优德体育 来源:互联网 日期:2019年11月22日 10:59

随着变频器行业的发展,变频器的使用也越来越普及了,但是很多时候我们只是在使用变频器,知道变频器能节能,能控制电机转速,但却从来未曾了解过它,今天《工控姚》就来给大家讲解一下变频器是如何控制电机转速的?

1、首先了解下变频器有哪些器件组成:变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

2、了解电机的速度为什么能够自由地改变?

电机旋转速度单位:r/min 每分钟旋转次数,也可表示为rpm.

例如:2极电机 50Hz 3000 [r/min]

4极电机 50Hz 1500 [r/min]

结论:电机的旋转速度同频率成比例

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246),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。

汇川变频器

另外,频率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。

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,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200V

3、当电机的速度改变时,其输出转矩会怎样?

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。工频直接启动会产生一个大的启动电流。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,所以电机启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。

电机

4、变频器频率可以调整大于50Hz吗?那时电机的输出转矩又将如何?

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, P

变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要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称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)

5、 还有哪些因素影响变频器对电机的输出转矩?

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.

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