變頻器中的低頻帶載現(xiàn)象分析

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 變頻器中的低頻帶載現(xiàn)象分析 今天我們要聊的與變頻器有關(guān)，僅僅是其中很小的一部分- 低頻帶載相關(guān)的那些事兒 關(guān)于變頻器的優(yōu)點(diǎn)這里就不多說了，太太常見了，今天我們主要聊聊關(guān)于變頻器低頻帶載能力。我們都知道，通用變頻器采用恒定的壓頻比控制，其目的是使得電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定。這樣既不會(huì)因?yàn)榇磐ㄌ醵鴽]能充分利用電動(dòng)機(jī)的鐵心形成浪費(fèi)，也不會(huì)因?yàn)榇磐ㄟ^大而使繞組過熱，從而保證了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、效率和功率因數(shù)等保持良好的性能。 01 恒壓頻控制 變頻器調(diào)速時(shí)，保持電動(dòng)機(jī)磁通不變的條件是 E1X/fX=const(恒定) 其中，fX是運(yùn)行頻率；E1X是此頻率下，定子一相繞組的自感

2、電動(dòng)勢； 而實(shí)際上只能做到 U1X/fX=const，ku=kf 其中，U1X為頻率fX下定子側(cè)電壓(即變頻器輸出電壓)； 如下列圖所示，ku=kf，可以用U/f曲線來表示 這跟曲線表示電壓和頻率成正比，我們稱為基本U/f曲線，說明了，變頻器輸出的電壓為380V，與電壓對應(yīng)的頻率，稱之為基本頻率，用fBA表示。 需要注意，基本U/f曲線是滿足上述第二個(gè)式子的曲線，并沒有真正地滿足個(gè)式子的條件。 根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩的公式：TM=kM1I2cos2 其中，電流是不允許超過額定電流值的，所以，帶載能力的大小主要取決于磁通。在異步電機(jī)定子繞組的電路里，U1X和E1X之間的差異在于，定子繞組電阻抗上的電壓降U

3、。 磁通大小可以表示為 =k*E1X/fX=|U1X-U|/fX k可以看出一個(gè)系數(shù)。這就是我們所說注意點(diǎn)的原因，并且，定子繞組電阻抗上的電壓降是不隨頻率改變的。 所以，我們得到當(dāng)電機(jī)以頻率fX運(yùn)行時(shí)，磁通的大小和以下幾個(gè)因素有關(guān)： 變頻器的輸出電壓U1X(也就是電動(dòng)機(jī)的電源電壓)，U1X越大，磁通也越大； 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載輕重，負(fù)載越重，則電流越小，磁通將減?。?電阻抗壓降在電源電壓中所占的比例，當(dāng)頻率下降時(shí)，變頻器的輸出電壓也隨之下降。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的話，電阻壓降也時(shí)不變的，電阻壓降在電源電壓中的比例將會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致磁通的減小。 02 低頻運(yùn)行時(shí)磁通的變化 在ku=kf的條件下，當(dāng)頻率下降

4、時(shí)，電壓將相應(yīng)的下降。運(yùn)行頻率為50HZ，對應(yīng)的電壓是380V；假設(shè)電阻壓降為30V，那么反電動(dòng)勢便等于350V，反電動(dòng)勢與頻率的比值等于7，這時(shí)的磁通應(yīng)該是額定磁通，其相對值為100%。 運(yùn)行頻率為50HZ 運(yùn)行頻率為10HZ 當(dāng)運(yùn)行頻率為10HZ時(shí)，在保證ku=kf的前提下，對應(yīng)的電壓為76V，而電阻壓降仍為30V，則反電動(dòng)勢等于46V，反電動(dòng)勢與頻率的比值為4.6，磁通的相對值變得只有66%了。 可以看出，低頻運(yùn)行時(shí)，磁通將減小。所以在ku=kf的前提下，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如下： 頻率下降時(shí)，理想空載點(diǎn)下移，但是機(jī)械特性的硬度基本不變，而臨界轉(zhuǎn)矩將會(huì)減小，也就是說其帶負(fù)載能力將會(huì)下降，

5、即低頻帶載能力變差。 03 轉(zhuǎn)矩提升 如果低頻運(yùn)行時(shí)也能夠得到額定磁通，只能通過加大變頻器的輸出電壓來適當(dāng)補(bǔ)償電壓，以此來增加磁通，從而增強(qiáng)電機(jī)在低頻時(shí)的帶載能力，我們稱之為電壓補(bǔ)償，或轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，或者是轉(zhuǎn)矩提升。具體如下列圖： 在頻率10HZ的時(shí)候想要得到額定磁通，那么反電動(dòng)勢應(yīng)該有70V才行，加上電阻壓降30V，則變頻器的輸出電壓要到達(dá)100V。即需要在原來的76V電壓上再補(bǔ)上24V。實(shí)際的U/f曲線如下列圖曲線： 可見，運(yùn)行頻率不同時(shí)，電壓的補(bǔ)償量也是不一樣的。在變頻器中通常把0HZ對應(yīng)的起點(diǎn)電壓定義為電壓UC的補(bǔ)償量。 但是，補(bǔ)償必須有所限制。如果轉(zhuǎn)矩提升過大，便會(huì)導(dǎo)致變頻器過流跳閘。一般來講，超過110%，磁路就開始飽和了，超過120%已經(jīng)是過飽和了，勵(lì)磁電流可見下列圖： 正常時(shí)的勵(lì)