为什么变频器的电压与频率成比例的改变?
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
-----------“成比例的改变”说法有误!!!
1、如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。
2、因此,改变频率的同时要控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生;
3、“频率与电压要成比例地改变”是近似的、粗略的说法:
1)根据电势平衡方程式(空载):
U= E+IoR
E= 4.44fNΦ=2πfL×Io
2)忽略IoR (定子空载励磁电流Io在绕组电阻上的压降):
U≈E= 4.44fNΦ
U/f=4.44NΦ=CΦ=定值
当f低、远离50Hz时,电压取值也低,磁通也低,转矩不足;
3)不忽略IoR :
U= E+IoR = 4.44fNΦ+IoR=2πfL×Io +IoR
U/f=2πL×Io +IoR/f=Io(2πL+R/f)
U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数,在f接近50Hz时,R/f很小可忽略,U/f=定值
U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数,在f低、远离50Hz时,R/f很大不可忽略,U/f=IoR/f,U=IoR,保证磁通恒定!
4、所以正确的说法是:
1)频率f降低时,电压U也降低,U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数;
2)f高时,接近50Hz时,U/f=定值=380/50;
3)在f低、远离50Hz时,R/f很大不可忽略,U/f=IoR/f很大,U>IoR,保证磁通恒定!
5、由于U/f=定值模式,在低频时力矩不足,所以适应低速负载较小的设备,如离心风机、水泵等;
6、对于低速时,就满载、重在时,U/f=IoR/f很大,U>IoR,保证磁通恒定,保证有足够的转矩!
7、如果变频器的U/f=定值模式控制,电机磁场在低频时减弱,转矩不足;
8、如果变频器按U/f=U/f(f)模式不是定值,是频率f的函数变化,电机磁场恒定,电机转矩稳定,高低、频特性一致!