變頻器是如何改變電機轉速的

變頻器是如何改變電機轉速的

變頻器如何改變電機的旋轉速度,首先你得了解電機調速原理,電機的調速方法有許多,比如通過調節電壓、改變頻率、變極、電磁調速等方法實。而變頻器改變電機的旋轉速度只是其中的一種,變頻器就是通過改變電源的頻率來實現調速的。變頻器是通過改變三相異步感應電動機定子線圈中電源頻率,從而達到改變其同步轉速的(單相變頻器也可以驅動單相電容器起動的電動機)。

我們知道平常採用電源都是頻率都是工頻50Hz的交流電,但是頻率是不能直接轉換的,必須通過交流→直流→交流的過程。首先把三相50Hz的電源通過整流器轉換成直流電源,再根據需要使用逆變器將直流電壓轉換成交流電源(頻率根據需要改變),這就是變頻器變頻的原理。


變頻器是如何改變電機轉速的


至於變頻器變頻調速的原理,一般採用傳統V/F的方式來實現,根據公式n=60*F/p,改變輸入電機的電源頻率即可實現轉速。但是變頻器在改變電源頻率的時候電壓也是需要改變的,也就是說電源電壓V和頻率F是一個比例關係以維持磁通不變,這也是V/F控制方法的原理。

這要從電動機轉速計算公式說起。三相電動機轉速的計算公式表示為:n=60f/p;其中n表示電動機的轉速(轉r/分min);60則表示每分鐘(秒s);f則表示電源頻率(赫茲Hz);p則表示電動機的磁場極對數。國家規定標準電源頻率為50Hz,根據固定頻率,代入計算公式,電動機的磁極對數與轉速則成反比關係,即磁極對數越多,則電動機轉速越低。當磁極對數p=1時,電機的旋轉磁場的同步轉速為n=3000;當p=2時,旋轉磁場的同步轉速n=1500;p=3,n=1000;p=4,n=750;p=5,n=600;

這裡需要知道,由於三相異步交流電動機的轉子電磁感應是靠定子旋轉同步轉速而感應的,它存在一個轉差率,所以電動機轉子的轉速永遠低於定子線圈繞組的旋轉磁場轉速,這就是為什麼稱為三相異步感應電動機的原因。

隨著電子技術的不斷完善,電子工程師們藉助於上面的轉速計算公式,設計生產出了變頻器。變頻器按照調製技術VWF分類,可以分為PMA和PWM。PAM是把VW和VF分開完成的,人們俗稱為“脈衝幅值調製方式",簡稱PAM方式。而PWM則是將VW和VF集中於逆變器一起來完成的,俗稱“脈衝寬度調製方式",簡稱PWM方式。

目前國內使用最多的大都是交流→直流→交流形式的變頻器。這種變頻器其特點;①效率高,調速過程中沒有附加的損耗;②應用範圍廣泛,可以適應鼠籠式感應電動機;③調速範圍大,機械特性較好,控制精度比較高。缺點為技術複雜,電子元器件的成本高,對維修人員技術要求高,維修價格高等。


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