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變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動 單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的.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] 結(jié)論：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(yīng)式交流電機，在工業(yè)中所使用的大部分電機均為此類型電機。感應(yīng)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，頻率能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，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(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。n = 60f/p n： 同步速度 f： 電源頻率 p：電機極對數(shù)結(jié)論：改變頻率和電壓是 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(dǎo)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 200V2. 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)矩的不足，甚至在低 速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(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(shè)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， P<=Pe)變頻器輸出頻率大于 50Hz 頻率時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線 性關(guān)系下降。當電機以大于 50Hz 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(zhuǎn)矩的不足。舉例，電機在 100Hz 時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到 50Hz 時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的 1/2。 因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)4. 變頻器 50Hz 以上的應(yīng)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。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(zhuǎn)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(diào)速，這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?因為 P=wT (w：角速度，T：轉(zhuǎn)矩)，因為 P 不變，w 增加了，所以轉(zhuǎn)矩會 相應(yīng)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(yīng)電勢)可以看出，U，I 不變時，E 也不變。而 E = k*f*X， (k：常數(shù)，f：頻率，X：磁通)，所以當 f 由 50-->60Hz 時，X 會相應(yīng)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(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： 一般變頻器所標的額定電流該文章講述了變頻器工作原理簡介. 都是以最高載波頻率， 最高環(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。 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。2：改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) 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)矩可以達到電機在 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(dǎo)致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補償這個不足，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(yīng)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，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的數(shù)值。"矢量控制"可以通過對電機端的電壓降的響應(yīng)，進行優(yōu)化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。
