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1、电机转矩与变频器的关系电机转矩与变频器的关系1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？（1）: r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为 rpm.例如：2 极电机 50Hz 3000 r/min4 极电机 50Hz 1500 r/min电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。 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 2，4，6），所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 另外，
2、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/pn: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数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。2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？（1）: 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）（2）: 起动电流当电机开始运转时，变
3、频器的输出电流 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。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。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，所以电机起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。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。3. 当变频器调速到大于 50Hz 频率时，电机的输出转矩将降低通常的电机是按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
4、下的 调速称为恒转矩调速. （T=Te, P=Pe）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）4. 变频器 50Hz 以上的应用情况 对一个特定的电机来说, 其额定电压和额定电流是不变的.如变频器和电机额定值都是：15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上当转速为50Hz时，变频器的输出电压为380V,电流为30A.这时
5、如果增大输出频率到60Hz,变频器的最 大输出电压电流还只能为 380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速.转矩情况：因为P=wT （w:角速度，T:转矩）.因为P不变，w增加了，所以转矩会相应减小.电机的定子电压U = E + I*R （I为电流，R为电子电阻，E为感应电势） 可以看出，U，I不变时，E也不变.而E = k*f*X，（k:常数，f:频率，X:磁通），所以当f由5060Hz时，X会相应减小对于电机来说，T=K*I*X, （K:常数，I:电流，X:磁通），因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时，小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/f=E/f不变时，磁通
6、（X）为常数.转矩T和电流成正比.这也 就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载（转矩）能力. 并称为恒转矩调速（额定电流不变-最大 转矩不变）结论：当变频器输出频率从50Hz以上增加时，电机的输出转矩会减小.5. 其他和输出转矩有关的因素 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10
7、00m以下可以不考虑.以上每1000米降容 5%就可以了 .6. 矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的？（1）: 转矩提升 此功能增加变频器的输出电压（主要是低频时），以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失，从而改 善电机的输出转矩。（2）改善电机低速输出转矩不足的技术使用矢量控制，可以使电机在低速，如（无速度传感器时）lHz （对4极电机，其转速大约为30r/min）时 的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150%）。对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机 不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的 电压降。变频器的这个功能叫做转矩提升（*1）。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的 提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。矢量控制把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量） 的数值。矢量控制可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大 的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。
