簡述關于變頻電機的頻率和電流之間的關系

編輯：六安江淮電機網(wǎng)絡部　　發(fā)布時間：2020-11-09 13:57:30　　來源：六安江淮客戶服務中心

摘要：變頻調(diào)速的基本控制方式與基準電壓、基準頻率的關系， 電機用變頻器調(diào) 速時有兩種情況 -- 基頻 ( 基準頻率 ) 以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速。必須考慮的重要因素是： 盡量保持電機主磁通為額定值不變。 如果磁通過弱 ( 電壓過低 ) ， 電機鐵心不能得到充分 利用， 電磁轉(zhuǎn)矩變小， 負載能力下降。

簡述關于變頻電機的頻率和電流之間的關系 

      針對這個問題，六安江淮電機有限公司技術(shù)部根據(jù)有關系公式可參照分析：
關系公式與分析 

      電機功率： P=1.732 × U × I × cos φ (0.86) ×η（ 91% ）； 

      電機電流： I=P/1.73 × U × cos φ ( 功率因素 ) ×η（效率） ;I:?電流； P:?功率 W;?U:?電壓 

      電機轉(zhuǎn)矩： T=9549 × P/n?； T: 轉(zhuǎn)矩； P: 功率 KW ； n: 轉(zhuǎn)速 

      電機轉(zhuǎn)速： n=60f/p ， p 為電機極對數(shù)，例如四級電機的 p=2 ； 

      當頻率達 50Hz 時，電機達到額定功率，再增加頻率，其功率是不會再增的，會 保持額定功率。 

      電機轉(zhuǎn)矩在 50Hz 以下時，是與頻率成正比變化的；當頻率 f 達到 50Hz 時，電 機達到最大輸出功率，即額定功率；如果頻率 f 在 50Hz 以后再繼續(xù)增加，則輸出轉(zhuǎn) 矩與頻率成反比變化，因為它的輸出功率就是那么大了，你還要繼續(xù)增加頻率 f ，那么 套入上面的計算式分析，轉(zhuǎn)矩則明顯會減小。 

      轉(zhuǎn)速的情況和頻率是一樣的，因為電源電壓不變，六安江淮電機有限公司生產(chǎn)的變頻電機其頻率的變化直接反應的結(jié)果 就是轉(zhuǎn)速的同比變化，頻率增，轉(zhuǎn)速也增，它減另一個也減。 

一、變頻調(diào)速的基本控制方式與基準電壓、基準頻率的關系， 電機用變頻器調(diào) 速時有兩種情況 -- 基頻 ( 基準頻率 ) 以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速。必須考慮的重要因素是： 盡量保持電機主磁通為額定值不變。 如果磁通過弱 ( 電壓過低 ) ， 電機鐵心不能得到充分 利用， 電磁轉(zhuǎn)矩變小， 負載能力下降。 如果磁通過強 ( 電壓過高 ) ， 電機處于過勵磁狀態(tài)， 電機因勵磁電流過大而嚴重發(fā)熱。 

二 、 根據(jù)電機原理可知，六安江淮電機有限公司生產(chǎn)的三相異步電機定子每相電動勢的有效值： E1=4.44f1N1 Φ m?式中： E1-- 定子每相由氣隙磁通感應的電動勢的有效值，V?； f1-- 定子頻率， Hz ； N1 ——定子每相繞組有效匝數(shù) ； Φ m- 每極磁通量 由式中可以看出， Φ m 的值由 E1/f1 決定，但由于 E1 難以直接控制，所以在電動勢較高時，可忽略定 子漏阻抗壓降，而用定子相電壓 U1 代替。那么要保證Φ m 不變，只要 U1/f1 始終為 一定值即可。 這是基頻以下調(diào)速時的基本情況， 為恒壓頻比 ( 恒磁通 ) 控制方式， 屬于恒 轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 

      三、 基準頻率 （ 50Hz ） 為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)的最高頻率， 基準頻率所對應的電壓 (380V) 為即為基準電壓，是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)的最高電壓，在基頻 (50Hz) 以下調(diào)速時，電壓會隨 頻率而變化，但兩者的比值不變。 

      四、在基頻以上調(diào)速時，頻率從基頻向上可以調(diào)至上限頻率值，但是由于電機定 子不能超過電機額定電壓，因此電壓不再隨頻率變化，而保持基準電壓值不變，這時 電機主磁通必須隨頻率升高而減弱，轉(zhuǎn)矩相應減小，功率基本保持不變，屬于恒功率 調(diào)速區(qū)?？梢娀鶞暑l率為恒功率調(diào)速區(qū)的最低頻率，是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)與恒功率調(diào)速區(qū) 的轉(zhuǎn)折點，而基準電壓值在整個恒功率調(diào)速區(qū)內(nèi)不再隨頻率變化而改變。

      五、變頻電源負載的機械特性與基準電壓，基準頻率的設定合理地使用變頻器，必 須了解所驅(qū)動負載的機械特性。根據(jù)不同的使用目的，負載基本上可分為恒轉(zhuǎn)矩負載、 恒功率負載以及平方轉(zhuǎn)矩負載等三類。恒轉(zhuǎn)矩負載其所需轉(zhuǎn)矩基本不受速度變化的影 響 (T= 定值 ) ，對于該類負載，變頻器的整個工作區(qū)最好運行在基頻以下，這時變頻器 的輸出特性正好能滿足負載的要求。 

      六、 恒功率負載在轉(zhuǎn)速越高時， 所需轉(zhuǎn)矩越小 (T × N= 定值 ) ， 對于恒功率負載來說， 電機的工作頻率若運行在基頻以上，其所要求的機械特性將與變頻器的輸出特性相吻 合。至于平方轉(zhuǎn)矩負載，它所要求的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比 (T/N2= 定值 ) ，電機應 運行在基頻以下較為合理。需要注意的是：平方轉(zhuǎn)矩負載的工作頻率絕不能超過工頻 即額定頻率 ( 除非變頻器容量大一個等級 ) 。否則變頻器與電機將嚴重過載。 

補充分析： 

      一、 六安江淮電機的轉(zhuǎn)速與頻率成正比關系，平時的低電壓時，頻率不變，電機的轉(zhuǎn)速不 變，那么輸出的功率一定，電壓降低，電流會上升。當頻率下降時，電機的轉(zhuǎn)速下降， 那么輸出功率變小，自然電流會下降（控制在額定電流范圍），從而不會燒損電機。 

      二 、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變？ 

      異步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的， 在 額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴重時將 燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電 壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。 

      三、 失速防止功能是什么意思？ 

      如果給定的加速時間過短， 變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉(zhuǎn)速 （電角頻率） 的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使 電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速 速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。 

結(jié)論闡述： 

      一、頻率和電流沒有直接的關系，頻率和電壓關系是高頻高壓，低頻低壓，電流 與負載有直接關系，負載大，電流就大。 

      二、對于變頻電機而言，變頻器一般為了保持電機磁通基本一致，頻率低時，電 壓也低，因此電流不一定大。 

      三、另外變頻器的頻率與電流沒有直接聯(lián)系，正常運行時，電流主要由負載決定， 負載越大，電流越大。反之就??； 

      四、頻率與電機轉(zhuǎn)速有正比關系，負載轉(zhuǎn)矩與電流有正比關系，而頻率和電流沒 啥關系。特別是 30Hz 到 50Hz 范圍，電機是恒轉(zhuǎn)矩特性，如果負載不變，電流的變 化和很小。盡管電機轉(zhuǎn)速在變化。 

終上所述： 

      一、 當電機使用頻率在 30~50Hz 范圍使用出現(xiàn)電流偏小現(xiàn)象時說明電機負 載率不足而未達到額定負載的緣故； 

      二、變頻電機在負載運行時的允許負載電流為電機的額定電流。 

      三、電流和頻率不是線性關系，沒有直接的必然聯(lián)系，因此，無法確定計算 方法。 

      六安江淮電機有限公司生產(chǎn)的YP高壓變頻調(diào)速三相異步電動機具有高效節(jié)能、低噪聲、振動小、調(diào)速范圍廣、精度高和質(zhì)量可靠、安裝使用及維護方便等優(yōu)點?？沈?qū)動各種通用機械如壓縮機、通風機、水泵、切削機床、運輸機械及其它機械，被廣泛應用于電站、水廠、石化、礦山等各種工礦企業(yè)中作原動機用。


關鍵詞：于變頻電機的頻率

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