變頻器基礎講座（三）

當電機的旋轉速度改變時，其輸出轉矩會怎樣？ 　　1: 工頻電源 　　 　　由電網提供的動力電源（商用電源） 　　2: 起動電流 　　 　　當電機開始運轉時，變頻器的輸出電流 　　變頻器驅動時的起動轉矩和最大轉矩要小于直接用工頻電源驅動，我們經常聽到下面的說法："電機在工頻電源供電時（*1）時，電機的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"。如果用大的電壓和頻率起動電機，例如使用工頻電網直接供電，就會產生一個大的起動沖擊（大的起動電流 (*2) ）。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，所以電機產生的轉矩要小于工頻電網供電的轉矩值。所以變頻器驅動的電機起動電流要小些。 　　 　　通常，電機產生的轉矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實際數據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矩的不足，甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。 　　 　　當變頻器調速到大于60Hz頻率時，電機的輸出轉矩將降低，通常的電機是按50Hz(60Hz)電壓設計制造的，其額定轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恒轉矩調速. (T=Te, P<=Pe) 　　 　　變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降。 　　 　　當電機以大于60Hz頻率速度運行時，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉矩的不足。 　　 　　舉例，電機在100Hz時產生的轉矩大約要降低到50Hz時產生轉矩的1/2。 　　 　　因此在額定頻率之上的調速稱為恒功率調速. (P=Ue*Ie) 更正一下: 最后一段應全為"50Hz" 　　變頻器50Hz以上的應用情況 　　 　　大家知道, 對一個特定的電機來說, 其額定電壓和額定電流是不變的.(我們先不考慮短時的過流過壓). 　　 　　如變頻器和電機額定值都是: 15kW/380V/30A, 電機可以工作在50Hz以上 　　 　　當轉速為50Hz時, 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最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速. 　　 　　這時的轉矩情況怎樣呢? 　　 　　因為P=wT (w:角速度, T:轉矩). 因為P不變, w增加了, 所以轉矩會相應減小. 　　 　　 　　我們還可以再換一個角度來看: 　　 　　電機的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻, E為感應電勢) 　　可以看出, U,I不變時, E也不變. 　　 　　而E = k*f*X, (k:常數, f: 頻率, X:磁通), 所以當f由50-->60Hz時, X會相應減小 　　 　　對于電機來說, T=K*I*X, (K:常數, I:電流, X:磁通), 因此轉矩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. 轉矩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(轉矩)能力. 并稱為恒轉矩調速(額定電流不變-->最大轉矩不變) 　　 　　結論: 當變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時, 電機的輸出轉矩會減小. 　　 　　其他和輸出轉矩有關的因素 　　 　　載波頻率: 一般變頻器所標的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環境溫度下能保證持續輸出的數值. 　　 　　一般變頻器如果負載能力不夠, 大都是變頻器檢測到電流太大而報警 　　 　　如果降低載波頻率, 但是電機的電流不會受到影響. 雖然元器件的發熱會減小,但我覺得這個量很難定量給出, 不同功率的也不同. 一般的廠商會在功率器件選型上留很大的裕量. 不大會因為你設定的載波頻率小了而把內部的電流保護水平放寬. 就向廠商不會因為檢測到周圍溫度比較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。