原创 变频器的几个问题解答

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　1: VVVF和CVCF的含义是什么？
　　 *1:VVVF

改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。
　　 *2: CVCF
　　  恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。
　　各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。
　　 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。 把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器
　　变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。
　　用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
　　汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。
　　变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

2、 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？
　　*1: r/min
　　 电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.
　　 例如：2极电机 60Hz 1,800 [r/min]

　　
　　$  电机的旋转速度同频率成比例
　　 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。
　　 感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率（如公式1所示）。

由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。
　　 另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。
　　 因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。
　　 n = 60f/p………………………………………………………………………………（公式1）
　　  n: 同步速度
　　  f: 电源频率
　　  p: 电机极数
　　
　　$  改变频率和电压是最优的电机控制方法
　　如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压
　　 例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。
　　 例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。
　　
3、当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？

　　*1: 工频电源
　　 由电网提供的动力电源（商用电源）
　　*2: 起动电流
　　 当电机开始运转时，变频器的输出电流
　　------变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动------
　　 我们经常听到下面的说法："电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些"。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流（*2） ）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。
　　 通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。
　　 通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。
　　
　　-----当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低-----
　　通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T="Te", P<=Pe)
　　变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
　　当电机以大于60Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。
　　 举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。
　　因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P="Ue"*Ie)

4、矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？
　　*1: 转矩提升
　　 此功能增加变频器的输出电压，以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加，从而改善电机的输出转矩。
　　
　　$ 改善电机低速输出转矩不足的技术
　　使用"矢量控制"，可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。
　　 对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做"转矩提升"（*1）。
　　 转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。
　　 "矢量控制"把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。
　　 "矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。
　　
5、 变频器制动的制动是如何实现的？

　　$ 制动的概念
　　 指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时电机的转速高于同步转速。
　　 负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小)随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。
　　 机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。
　　 对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。
　　 在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动。

　　 这种操作方法被称作"再生制动"，而该方法可应用于变频器制动。
　　 在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做"功率返回再生方法"。在实际中，这种应用需要"能量回馈单元"选件。　
　　
　　 $ 怎样提高制动能力？
　　 为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。
　　 为了改善制动能力，不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器的制动容量。