变频器的频率和电压的关系

1、变频器中的电压与频率的关创作：欧阳治时间 2021.03.10 |注：以下内容属摘抄和自己总结，无意冒犯原作，仅供互相学习总结：在中国基频为50HZ在基频以下调速时，为恒扭矩调速：频率越低，电压 越 小，扭矩不变，功率越小。电压和频率成正比 在基频以 上调速时，为恒功率调速：频率越高，电压 不变，扭矩 减小，功率不变。1、频率与电压要成比例地改变原因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

2、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2、磁通量与扭矩的关系尽量保持电机主磁通为额定值不变。如果磁通过弱 （电 压过低），电机铁心不能得到充分利用， 电磁转 矩变小， 负载能力下降。如果磁通过强（电压过高） , 电机处于过 励磁状态，电机因励磁电流过大而严重发 热。3、变频器使用的原因频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻 抗 变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩 有减 小的倾向。因此，在低频时给定 V/f, 要使输出电 压提高 一些，以便获得一定地起动转矩， 这种补偿称增 强起动。 可以采用各种方法实现 , 有自动进行的方法、

3、 选择 V/f 模 式或调整电位器等方法4、压频比的设置电机的压频比为电机的额定电压与额定频率之比 为保证 变频器的正常工作至关重要，需考虑电机的压 频比，还 必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电机在一般调速应用时，其基准电压与 基 准频率按出厂值设定（基准电压 380V,基准频率50Hz）, 即满足使用要求。 但对于某些行业使用的较 特殊的电机， 就必须根据实际情况重新设定基准电压 与基准频率的参 数。5、变频调速的基本控制方式与基准电压、基准频率的关系 根据电机原理可知，三相异步电机定子每相电动势的 有 效值：E1=4.44F1N1m式中：E1-定子每相由气 隙磁通 感应的电动势的有效值

4、，V ; F1-定子频率，Hz; N1定子每相绕组有效匝数；6n每极磁通 量由式中可以看出，tn的值由El/fl决定，但由于E1难以直 接控制，所以在电动势较高时， 可忽略定 子漏阻抗压降， 而用定子相电压 U1 代替。那么要保 证 6m 不变，只要 U1/F1 始终为一定值即可。基频以下调时速时，为恒压频比（恒磁通）控制方式 , 属 于恒转矩调速。基准频率为恒转矩调速区的最高 频率， 基准频率所对应的电压为即为基准电压，是恒 转矩调速 区的最高电压在基频以下调速时， 电压会随 频率而变化， 但两者的比值不变，功率增大。在基频以上调速时，频率从基频向上可以调至上限频 率 值，但是由于电机定子不

5、能超过电机额定电压， 因此电压不再随频率变化，而保持基准电压值不变，这时电机主磁通必须随频率升高而减弱，转矩相应减 小，功率基 本保持不变，属于恒功率调速区。 基准频率为恒功率调速区的最低频率，是恒转矩调速 区 与恒功率调速区的转折点，而基准电压值在整个恒 功率 调速区内不再随频率变化而改变。6、负载分类负载基本上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方 转 矩负载等三类。恒转矩负载其所需转矩基本不受速度变化的影响（T 二定值），对于该类负载，变频器的整个工作区最 好 运行在基频以下，这时变频器的输出特性正好能满 足负 载的要求。恒功率负载在转速越高时， 所需转矩越小（ TXN 二 定值）， 对于

6、恒功率负载来说，电机的工作频率若运 行在基频以 上，其所要求的机械特性将与变频器的输 出特性相吻合。 平方转矩负载，它所要求的转矩与转速的平方成正比（T/N2 二定值），电机应运行在基频以下较为合理。 需要注意的是：平方转矩负载的工作频率绝不能超过 工频（除非变频器容量大一个等级）。否则变频器与 电机 将严重过载。实例例一：一台化纤纺丝计量泵电机型号为 FTY-55 （） -6, 既 55OW 6 极三相永磁同步电动机。铭牌参数如下： 工作 电压：62.5- 125-475V。工作频率：25- 50- 190HZ,电机功率：275 - 55 （） - 2090W,转速：500 - 1000 -

7、 3800R/min, 电流：4A。其工作范围较宽，铭牌参数与一般异步电动 机不同，左边的数值为电机 正常工作时（不失步）的下 限，右边数值为电机正常 工作时的最大值，中间值为额 定值（50HZ）。该电机 压频比为125V/50HZ二2.5,使 用三 垦 SAMCO-I 1HF1.5K 变频器。若只按电机参数设 定, 电机的额定电压与额定频率值既为变频器的基准电 压与基准频率值, 基准电压（代码为 CD005） 设为 125V, 基准频率（CD006）为50HZ（出厂值）不变，这样设定， 电机工作在基频以下时,电机驱动计量泵 毫无问题,但 计量泵属于恒转矩负载，若在计量泵要 求较高转速（如 9

8、0HZ）时，那么频率虽然可调至 90HZ,但此时电机工作 电压仍为125V,实际压额比 为125/90HZ=1.39,如图2a，电 磁转矩变小 , 无法提 供负载所需转矩， 使计量泵不能正常 工作。正确的设 定应为： CD005=475V, CD006=190HZ, 在这里基准 电压虽设为 475V, 但由于变频器不具有升压 功能， 其实际输出电压由输入电压的最大值决定，所以 这样 设定只对增大 V/F 图形的斜率有效，并不真能达到 475V o 因此也可以这样设定： CD0()5=38( ) V , CD006=152HZ,变频器的压频比仍为 380V/152HZ 二 2.5 不变，电机整个

9、工作段都处于恒转 矩 调速范围，满足了负载特性的要求。例 2: 一台纺织用三相异步调速电动机，额定功率 60W, 额定电压110V,额定频率50HZ，调速范围40-110HZ,额 定电流()。34A, 4极，因此该电机的压 频比为 110V/50HZ=2 o 2o所驱动负载为恒功率特性。驱动变频器原来准备用富士 FRNlo 5G11S-4CX (驱 动六台电机 ) 但该变频器的基准电压 (富士变频器额 定电压 )最低只能 调到320V,根据电机的压频比，要保证电机运行在50HZ时工作电压为110V,电机 能正常工作。但该负载工作转 速调节范围较宽，如果 要求运行在110HZ那么此时电机 电压将达到242V,如图3A,高出额定电压一倍多，其结果 可想而知。若以110HZ时电机工作电压为110V来设定，则设额 定电压为320V (最低值)，基准频率为320HZ,那么 电机运 行在 110HZ 时，电压正好为电机额定电压。但这时变频器的压频比为 320V/320HZ=l, 因此在电 机运 行于40HZ时，其电压仅为40V,显然没有足够 的功率驱 动负载。所以该型富士变频器不能满足使用 要求。改用创作：欧阳治三 星 SAMCO-I IHF1.5K 变 频 器 ， 设