怎样选择合适的三相异步电机变频器？
在日益提倡节能环保的今天，提高三相异步电机对电能的利用率是一个至关重要的课题。现在，国家正大力提倡生产和使用高效电机，不过高效电机的研发和推广力度很慢，远远不能马上立杆见影。要提高电机的效率，使用变频器进行变频调速也是一个十分常用且高效的方法。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
那么我们在使用电动机进行变频调速时，应该怎样选择合适的变频器呢？
变频器选型时要确定以下几点：
1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。
2) 变频器与负载的匹配问题；
I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II. 转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
III.电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
3) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
4) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法
5) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
6) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
怎样解决西门子变频器对电机的影响 变频器的英文译名是VFD(Variable-frequency Drive)，这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。 1、电动机的效率和温升的问题 变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable V oltage Variable Frequency Inverter)。在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u1(u为调制比)。 PWM即脉冲宽度调制，是一种利用微处理器的数字输出来控制模拟电路的控制技术。PWM以其控制简单、灵活、效率高和动态响应好等优点而被广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显着的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。异步电动机由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。 是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦条件下，其温升一般要增加10%--20%。 电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。 2、谐波电磁噪声与震动
A.请问如何选变频器，比如我的电机功率5.5千瓦，4级的1470转 型号：WGB2-5.5KW/3是什么意思 答： 1.看功率选就行，电机5.5Kw，选变频器就选6Kw的。必须多一点。这样变 频器不爱坏！ 2.220V单相进线，380V三相出线 3.选变频器要看你用的场合，一般你选5.5KW就行，要是用到机床，提升机 等地方就要增加了。 4.我决的主要问题是在选电机上，因为它要考虑负载 变频器的选型，注意两点就OK了 1.电机的额定电流 2.电机的功率 2.电机的极数 补充知识,Other answer: 1.变频器一般向下兼容两个功率等级， 比如7.5kw的变频器兼容3.7kw到7.5kw之间的电机， 但是只有当7.5kw的变频器带7.5kw的电机，发挥性能才是最佳的， 一般来说，随着变频器带的电机功率越来越小，性能会逐渐变差。 所以为保证性能，一般不用变频器带两个功率等级以下的电机。 2.电机的容量是变频器的50％－100％的都可以用，选容量大一些儿的不易出现过载，可以提高启动转矩，尤其是起重上用 B.变频器选型风机用电机功率28KW 电流55A －－－－question 要求是风机专用变频器，比如西门子mm430就是，然后再选择功率，可以选择大于等于这个输出功率和输出电流的变频器即可。 C.变频器如何控制电机功率 电机在变频器的控制下以低频率运行时，变频器的输出电压会随着频率的降低而降低，但电机定子阻值不变，为什嬷电流却和工频运行时差不多，与频率有关系吗？望各位高手赐教，不胜感激！ 问题补充： 比如V/F控制时以10赫兹运行，变频器的输出电压只有75~80伏左右，但电流却和工频时差不多，为什么？ Answer: 1.变频器控制的电机基本都是交流电机，交流电机转速是由电压频率决定的，国内都是50HZ，所以普通电机转速都是50转/秒。也就是3000转/分，有一定误差。变频器原理就是先把交流变成直流，然后再用单片机控制6个晶闸管把直流再变回交流，根据你的设定值来决定这6个晶闸管开关的速度，来输出不同频率的交流电，从而控制电机转速。 所以电压应该不会变，只是频率变了。电压不变电流也就不会变。 2.当电机转矩一定时，电机的输出功率与转速成正比，当频率降低时，电机的输出功率自然降低。
通用变频器调试步骤和参数设置快速调试 当选择P0010=1（快速调试）时，P0003（用户访问级）用来选择要访问的参数。这一参数也可以用来选择由用户定义的进行快速调试的参数表。在快速调试的所有步骤都已完成以后，应设定P3900=1，以便进行必要的电动机数据的计算，并将其它所有的参数（不包括P0010=1）恢复到它们的缺省设置值。
一、快速调试步骤和参数设置
二、功能调试 1、开关量输入功能 2、开关量输出功能 可以将变频器当前的状态以开关量的形式用继电器输出，通过输出继电器的状态来监控变频器的内部状 的每一位更改。 3、模拟量输入功能
1电压信号2～10V作为频率给定，需要设置: 以模拟量通道2电流信号4~20mA作为频率给定，需要设置： 注意：对于电流输入，必须将相应通道的拨码开关拨至ON的位置。 4、模拟量输出功能 MM440变频器有两路模拟量输出，相关参数以in000和in001区分，出厂值为0～20mA输出，可以标定为4～20mA输出（P0778＝4），如果需要电压信号可以在相应端子并联一支500Ω电阻。需要输出的物理量可以 5、加减速时间 加速、减速时间也称作斜坡时间，分别指电机从静止状态加速到最高频率所需要的时间，和从最高频率
设置过小可能导致变频器过电流。P1121设置过小可能导致变频器过电压。 6、频率限制 多段速功能，也称作固定频率，就是设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电机多段速度运行。可通过如下三种方法实现： 1）直接选择（P0701～ P0706 = 15） 在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率（见上表），又具备起动功能。 3）二进制编码选择+ON命令（P0701～P0704 = 17）
电动机知识 变频器载波频率对电动机运行的影响 变频器大多是采用PWM调制的形式进行变频器的。也就是说变频器输出的电压其实是一系列的脉冲，脉冲的宽度和间隔均不相等。其大小就取决于调制波和载波的交点，也就是开关频率。开关频率越高，一个周期内脉冲的个数就越多，电流波形的平滑性就越好，但是对其它设备的干扰也越大。载波频率越低或者设臵的不好，电机就会发出难听的噪音。通过调节开关频率可以实现系统的噪音最小，波形的平滑型最好，同时干扰也是最小的。1低压变频器概述对电压≤500V的变频器，当今几乎都采用交—直—交的主电路，其控制方式亦选用正弦脉宽调制即SPWM,它的载波频率是可调的，一般从1-15kHz，可方便地进行人为选用。但在实际使用中不少用户只是按照变频器制造单位原有的设定值，并没有根据现场的实际情况进行调整，因而造成因载波频率值选择不当，而影响正确，感觉的有效工作状态，因此在变频器使用过程中如何来正确选择变频器的载波频率值亦是重要的事。本文就此提供应该从以下诸方面来考虑，并正确选择载波频率值的依据。2 载波频率与功率损耗功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，且随载波频率的提高、功率损耗增大，这样一则使效率下降，二则是功率模块发热增加，对运行是不利的，当然变频器的工作电压越高，影响功率损耗亦加大。对3 载波频率与环境温度当变频器在使用时载波频率要求较高，而且环境温度亦较高的情况下，对功率模块是非常不利的，这时对不同功率的变频器随着使用的载波频率的高低及环境温度的大小，对变频器的允许恒输出电流要适当的降低，以确保功率模块IGBT安全、可靠、长期地运行。4 载波频率与电动机功率电动机功率大的，相对选用载波频率要
一、三相异步电动机变频调速原理 由于电机转速n 与旋转磁场转速1n 接近，磁场转速1n 改变后，电机转速n 也 就随之变化，由公式1 160f n p =可知，改变电源频率1f ，可以调节磁场旋转，从 而改变电机转速，这种方法称为变频调速。 根据三相异步电动机的转速公式为 ()()1 16011f n s n s p = -=- 式中1f 为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s 为异步电动机的转差率。 所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。 改变异步电动机定子绕组供电电源的频率1f ，可以改变同步转速n ，从而改变转速。如果频率1f 连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。 三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为 1111m 4.44m U E f N k φ≈= 式中1E 为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；1f 为定子电源频率；1N 为定子每相绕组匝数；m k 为基波绕组系数，m φ为每极气隙磁通量。 如果改变频率1f ，且保持定子电源电压1U 不变，则气隙每极磁通m φ将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。因此，降低电源频率1f 时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m φ的目的。 .1、基频以下变频调速 为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f 时，保持 1 1 U f 为常数，使气每极磁通m φ为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动机的电磁转 矩为()()222 2111 111 212222*********p r r m pU f m U s s T f r r f r x x r x x s s ππ?? ???? ? ?? ??? ????? ''??== ?''????'+++'+++ ??? [1][8]
变频器对电机的影响 一、一般异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以日前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍右左的高次谐波重量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将一般三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。 2、电动机绝缘强度问题 日前中小型变频器，不少是采纳PWM的操纵方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。别的，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动
一般异步电动机采纳变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波彼此干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率同意或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采纳变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动制造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲惫和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，一般异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。 二、变频电动机的特点 1、电磁设计对一般异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的要害问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下： 1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增 2）为按捺电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。 3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，
变频器得选型与使用 作者:佚名发布日期:20０8-5-30 17：3３:0９ (阅1６24次) 所属频道：继电保护关键词: 变频变频器 通用变频器得选择包括通用变频器得型式选择与容量选择两个方面，选择得原则就就是：首先其功能特性能保证可靠地事项工艺要求，其次就就是获得较好得性能价格比。通用变频器类型得选择要根据负载特性进行。对于风机、泵类等平方转矩,低速下负载转矩较小,通常可选择专用或普通功能型通用变频器。对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求得机械应选用具有转矩控制功能得高功能型通用变频器，这种通用变频器低速转矩、静态机械特性硬度大，不怕负载冲击,具有挖土机特性。为了实现大调速比得恒转矩调速,常采用加大通用变频器容量得办法。对于要求精度高、动态性能好、速度响应快得生产机械（如造纸机械、注塑机、轧钢机等），应采用矢量控制或直接转矩控制型通用变频器。 1、电机得规格指标参数 变频器在使用过程中带动得就就是电机，所以，变频器得选型可以从电机得角度来选择型号、规格。那首先,我们就必须先了解电机得各项规格指标参数。
每台电机都有它自己出厂得铭牌，从铭牌上，我们不难找到电机得各项参数。这些参数中,我们需要了解得主要参数有：电机得额定电压、额定电流、额定频率、额定转速等。 电机得额定电压:电机得额定电压一般有110V、2２0Ｖ、3８０V、69０Ｖ、１1４0V、6kV等。 我公司现生产得变频器电压等级有:22０Ｖ、380V、690V、11４0V。如有其它非标准得电压等级，请及时咨询生产厂家或各地办事处及经销商。 电机得额定电流:电机得额定电流根据电机得功率不同而不同。选择变频器时,变频器得额定电流应大于或等于电机得额定电流,特殊情况应将变频器功率档次放大一档。 电机得额定频率:普通电机得额定频率一般就就是50~60Hz,高速电机有1000～3000Hz等。CH_100系列可满足0～600Ｈz电机得需要，如需更高频率,请选用ＣH_15０系列变频器。 电机得额定转速:电机有分为2极、４极、6极、8极等,极数越高,转速越低,同功率电流也越大。我们一般用得电机得额定转速就就是1500ｒｐｍ对应4极电机。变频器也就就是根据4极电机来设计得。2极对应3000rpｍ、6极对应９60rｐm、8极对应720ｒpｍ左右。2、温度与湿度
中南大学 《工程训练》 ——设计报告 设计题目：异步电机变频调速 指引教师：黎群辉 设计人：冯露 学号： 专业班级：自动化0906班 设计日期：9月
交流异步电动机变频调速系统设计 摘要 近年来,交流电机变频调速及其有关技术研究己成为当代电气传动领域一种重要课题,并且随着新电力电子器件和微解决器推出以及交流电机控制理论发展，交流变频调速技术还将会获得巨大进步。 本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基本上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同步采用EXB840构成IGBT驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控功率环节，电路构造比较简朴。 V控制，同步，软件程序使得参数输入和变频器运营方式变本文在控制上采用恒 f 化极为以便，新型集成元件采用也使得它开发周期短。 此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器使用和编程进行了详细简介，完毕了整个系统控制某些软硬件设计。 V控制，SA4828波形发生器 核心字:变频调速，正弦脉宽调制， f
目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。 1.1 研究目与意义 (1) 1.2本次设计方案简介 (2) 1.2.1 变频器主电路方案选定 (2) 1.2.2 系统原理框图及各某些简介 (3) 1.2.3 选用电动机原始参数 (4) 2交流异步电动机变频调速原理及办法 (5) 2.1 异步电机变频调速原理 (5) 2.2 变频调速控制方式及选定 (6) V比恒定控制 (6) 2.2.1 f 2.2.2 其他控制方式................................ 错误!未定义书签。3变频器主电路设计. (13) 3.1 主电路工作原理 (13) 3.2 主电路各某些设计 (13) 3.3. 采用EXB840IGBT驱动电路 (15) 4控制回路设计 (16) 4.1 驱动电路设计 (16) 4.2 保护电路......................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 过、欠压保护电路设计........................ 错误!未定义书签。 4.2.2 过流保护设计................................ 错误!未定义书签。 4.3 控制系统实现 (19) 5变频器软件设计....................................... 错误!未定义书签。 5.1 流程图 (22)
变频调速电机的选型
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变频调速电机的选型 变频调速电机一般均选择4级电机，基频工作点设计在50Hz，频率0-50Hz（转速0-1480r/min）范围内电机作恒转矩运行，频率50-100Hz（转速1480-2800r/min）范围内电机作恒功率运行，整个调速范围为(0-2800r/min），基本满足一般驱动设备的要求，其工作特性与直流调速电机相同，调速平滑稳定。如果在恒转矩调速范围内 要提高输出转矩，也可以选择6级或8级电机，但电机的体积相对要大一点。 由于变频调速电机的电磁设计运用了灵活的CAD 设计软件，电机的基频设计点可以随时进 行调整，我们可以在计算机上精确的模拟电机在各基频点上的工作特性，由此也就扩大了 电机的恒转矩调速范围，根据电机的实际使用工况，我们可以在同一个机座号内把电机的 功率做的更大，也可以在使用同一台变频器的基础上将电机的输出转矩提的更高，以满足 在各种工况条件下将电机的设计制造在最佳状态。变频调速电机可以另外选配附加的转速 编码器，可实现高精度转速、位置控制、快速动态特性响应的优点。也可配以电机专用的 直流（或交流）制动器以实现电机快速、有效、安全、可靠的制动性能。由于变频调速电 机的基频可调性设计，我们也可以制造出各种高速电机，在高速运行时保持恒转矩的特性 ，在一定程度上替代了原来的中频电机，而且价格低廉。变频调速电机为三相交流同步或 异步电动机，根据变频器的输出电源有三相380V或三相220V，所以电机电源也有三相380V 或三相220V的不同区别，一般4KW以下的变频器才有三相220V可，由于变频电机是以电机 的基频点（或拐点）来划分不同的恒功率调速区和恒转矩调速区的，所以变频器基频点和 变频电机基频点的设置都非常重要。 同步变频与异步变频调速电机的区别 异步变频调速电机是由普通异步电机派生而来，由于要适应变频器输出电源的特性，电机在转子槽型，绝缘工艺 ，电磁设计校核等作了很大的改动，特别是电机的通风散热，它在一般情况下附加了一个独立式强迫冷却风机， 以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。变频器的输出一般显示电源的输出频率 ，转速输出显示为电机的极数和电源输出频率的计算值，与异步电机的实际转速有很大区别，使用一般异步变频 电动机时，由于异步电机的转差率是由电机的制造工艺决定，故其离散性很大，并且负载的变化直接影响电机的 转速，要精确控制电机的转速只能采用光电编码器进行闭环控制，当单机控制时转速的精度由编码器的脉冲数决 定，当多机控制时，多台电机的转速就无法严格同步。这是异步电机先天所决定的。 同步变频调速电机的转子内镶有永磁体，当电机瞬间起动完毕后，电机转入正常运行，定子旋转磁场带动镶有永 磁体的转子进行同步运行，此时电机的转速根据电机的极数和电机输入电源频率形成严格的对应关系，转速不受 负载和其他因数影响。同样同步变频调速电机也附加了一个独立式强迫冷却风机，以适应电机在低速运行时的高 效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。由于电机的转速和电源频率的严格对应关系，使得电机的转速精度主 要就取决于变频器输出电源频率的精度，控制系统简单，对一台变频器控制多台电机实现多台电机的转速一致， 也不需要昂贵的光学编码器进行闭环控制。 TYP 变频调速永磁同步电机具有的三大优点： 1、高效节能与异步变频调速电机相比，高效节能。同规格相比，该系列电机效率比异步变频电机效率高 3~10个百分点。以1.5kW为利，两者效率差近7个百分点； 2、可精确调速与异步变频系统相比，无需编码器即可进行准确的速度控制； 3、高功率因数既可减少无功能量的消耗，又能降低变压器的容量
1 引言 变频器的调速性能能够满足各种生产工艺机械设备的要求，对风机水泵调速调节流量的节能效果很明显，故变频调速已获得广泛应用，但也带来一些特殊问题，不可掉以轻心。 2 采用普通鼠笼电动机 变频调速专用电动机为变频调速而设计，在电机设计中，已考虑了一定的必要的对策措施，问题是原为电网电源供电设计的电机(以下简称普通电机)，现在欲用于变频器供电，这就有一些特殊的问题要探讨。 为变频调速而采用普通电动机，可能见之于下列场合:技术改造工程，例如为了节能而对水泵风机调速，电机早已有了。即使是新建工程，如果采取某些措施，也不是非用变频电机不可，何况普通电机价格相对较低，也易于获得需要的一般机械电气性能参数和机械结构型式，最常见的是风机水泵应用。 采用的变频器最常见的是电压源型变频器，其逆变器输出通常都是正弦波脉宽调制(spwm)方式，输出电压除了正弦形基波外，还有khz数量级(可达几十khz)的高频成分，这类变频器是讨论的重点。偶而可以遇到电流源型变频器，其输出电流是阶梯形波，谐波次数为5，7，11，13……等，本文不多讨论，讨论的内容也不涉及电机的启动和瞬变现象，但内容覆盖了调速范围内各种速度下的性能。
3 电机转矩的降低 普通电机由电压源型变频器供电时，转矩要有所降低。这里的电机转矩降低不是指电机在调速运行时不能够产生原有的额定转矩，因为现代的变频器技术可以克服各种障碍以得到足够的转矩，而是由于谐波引起电机的铁损和铜损增加，若维持额定转矩运行可能就会因温升过高而缩短绝缘寿命。考虑上述各种因素，转矩降低系数的典型值为0.8~1.0。对于恒转矩特性负载(负载要求的转矩不随速度而变)且电机是共轴自冷却风扇时，由于低速时冷却能力明显降低而恒转矩运行表明电流不变，若较长时间运行是肯定不行的(温升过高)。由于离心式风机水泵消耗的功率随转速降低而急骤(约为三次方关系)降低，且所配套的电机功率一般都有一定的裕度，因而电机转矩的降低对风机水泵负载来说一般都不会有问题。 对于恒转矩负载，电机不是共轴的自冷却风扇，而是独立的通风冷却例如强迫通风冷却，这种场合，普通电机是否可行,要看电机功率的原选配是否有约20%的富裕能力，以克服铁损铜损的增加而导致的过高温升问题。 4 电机的绝缘寿命 电压源型变频器的逆变部分通常用快速电力电子半导体器件如igbt，因而电压上升速度很高，使电机的匝间绝缘承受很大的电压应力，特别是首端线卷的匝间。其所承受的电压应力的强度大小决定于电压脉冲的峰值、电压的上升速度和调制频率、变频器和电动机之间的电缆特性和长度、电机绕组的设计以及其它的系统参数。
第一节 交流异步电动机变频调速原理 根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为： )1(**60s p f n -= （2-1-1） 式中： n 一 电动机转速/分钟，单位：r/min ； p 一 电动机磁极对数； f 一 电源频率，单位：Hz ； s 一 转差率，10<
I 一 定子绕组的相电流； r 一 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和。 交流异步电动机的定子绕组的感应电动势是定于绕组切割旋转磁场磁力线的结果， 其 有效值计算如下： E = K * f * Φ （2-1-3） 式中：Ｋ 一 与电动机结构有关的常数； ｆ 一 电源频率； Φ 一 磁通量 。 由式（2-1-2）知，加在电机绕组端的电源电压Ｕ，一部分产生感应电动势Ｅ，另一部 分消耗在电阻 r （ 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和 ）上 。其中定 子绕组的相电流 I 由两部分构成： 21I I I += （2-1-4） 电机的定子电流有一小部分1I 用于建立磁场的主磁通，其余大部分2I 用于产生拖动负 载的电磁力。 由式 （2-1-1）知，调整电源频率f 时，可以调节速度n 。 当电源频率f 下降时，由 式 （2-1-3）知，感应电动势随之比例减小；在相电压U 保持不变的情况下，由式（2-1-2） 知，定子绕组的相电流I 相应增大。在很多情况下，电机的负载是基本恒定的，因此用于产 生电磁力的电流2I 是基本不变的，于是1I 将增大；1I 的增大将直接导致主磁通的增大。由 式 （2-1-3），主磁通的增大，将引起感应电动势Ｅ比例增大；由式（2-1-2），感应电动势 Ｅ的增大将使定子电流I 减小。不难理解，通过这样的负反馈，电机将最终稳定在一个新的 工作点。 这样的控制方法看起来似乎没有问题。但实际情况是主磁通容量上限与电机的铁芯有 关。电机的铁芯受制于重量、体积、成本等因素的考虑，不可能做的很大。对于电机设计来 说，设计目标之一就是：当电机处于额定工作状态下时，主磁通接近容量上限。上述的变频 调速方法工作在额定频率以下时，将会导致铁心磁饱和，引起电流波形畸变，有效力矩下降； 严重时，将导致电机发热过快，振动和噪音加大；工作在额定频率以上时，铁心处于弱磁状 态，电磁力矩不足，电机的机械特性变软（转差率s 变大），带载能力下降。 结论：通过只调节电源频率来调节速度的方法不可取。
如何给电机选择合适的变频器 摘要：变频器让电机传动系统实现了两个愿望，一是让电机实现了更高效率的运行；二是让电机可以做到工况可控，避免大牛拉小车的问题。但摆在工程师面前的问题是：电机负载类型那么多，对所配变频器的性能要求也是千差万别，如何给电机选择合适的变频器呢？ 变频器的英文译名是VFD（Variable Frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向翻译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用在变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。 而为整个电机运动系统选择合适的变频器，已是让工程师一个头痛的问题。 总的来说，变频器的选用，应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑，使之在满足工艺和生产要求的同时，既好用，又经济。 一般性的经验是： ●多大的电机就选择多大的变频器，有时也可大一个规格。 ●大功率的变频器功率因数较低最好在变频器的进线端加装交流电抗器。这样一是提高 功率因数，二是抑制高频谐波。如果经常频繁启动，制动，要安装制动单元和制动电阻。 ●如果需要降低噪音，可用选择水冷型变频器； ●如果需要制动，需选配制动斩波器以及制动电阻。或可用选择四象限产品，可以向电 网回馈能量，节省电能； ●如果现场仅有直流电源的话，可以选择单纯的逆变产品（使用直流电源）用以驱动电 动机。
变频器选型的最终依据，是变频器的电流曲线包罗机械负载的电流曲线。 这里罗列了一些选择变频器时，我们需要关注的实际问题。 1.采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2.变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定 了应用时的方式方法。 3.变频器与负载的匹配问题； ●电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 ●电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负 载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 ●转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4.在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流 值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。 5.变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免 变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6.对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量 要放大一挡。 对一些电机运动控制系统要求严格的场合，需要准确检测变频器的选配效果如何，直接方法就是通过电机测试系统进行测试。但要想完成变频器与电机系统的整体测试，对电机测试系统也就提出了更高的要求，比如高带宽、高精度的电参数测量，多通道同步测试等。
变频器对电机的要求及影响 1 应用于标准电机 变频器驱动标准电机时，和工频电源比较，损耗将有所增加，低速冷却效果变差，电机温升将增加，因此低速时应降低电机的负载。普通电机的容许负载特性是在额定转速时可100%负载连续运行，在低速100%负载连续运行的场合应考虑使用变频电机。 冲击电压的影响：配线的LC共振等引起的冲击电压将会加在电机的定子绕组上，冲击电压较大时可能会发生损坏电机绝缘的情况。单相变频器驱动时，直流电压约311V，冲击电压在电机端子上的最高值为直流电压的2倍，在绝缘强度上没有问题。但是三相变频器驱动的场合，直流电压约为537V，随着配线长度增加，冲击电压会增大，有可能因为电机绝缘耐压不够而发生损坏绝缘的情况，此时应考虑在变频器输出侧加装输出电抗器。 高速运行：普通电机50Hz以上高死运行时电动势平衡及轴承特性等会改变，请谨慎使用。同时超过电机额定频率运行，电机力矩会下降，此时电机处在恒功率调节状态。 力矩特性：变频器驱动时，力矩特性和工频电源驱动时的特性有所不同，机械负载的力矩特性必须加以确认。 机械震动：西林全系列采用了高载波方式PWM控制，电机震动小，基本上和工频电源相同。但在以下场合会有一定的增大： A、和机械固有震动频率的共振：特别是原来恒速运行的机械改为调速运行时，可 能会发生共振，在电机端设防震橡胶或跳跃频率控制可有效解决此问题。 B、旋转体自身残留的不平衡：50.00Hz以上高速时，要特别注意。 噪音：基本上同工频电源驱动时相同，在低载波运行时可听到电磁声，属于正常现象；但转速高于电机额定转速时，机械噪音、电机风扇噪音较明显。 2 应用于特殊电机 变极电机：因电机的额定电流和标准电机不同，要确认电机的最大电流后再选用变频器。极数的切换务必在变频器停止输出之后进行。运转中进行极数切换，会产生过电压、过电流等保护动作，变频器会故障停机。 水下电机：一般水下电机额定电流比标准电机大，在变频器容量选择时应注意电机额定电流。另外电机和变频器之间配线距离较长时，可能因漏电流过大而引起变频器故障报警，此时应考虑加装变频器输出电抗器；配线距离较长时还会造成电机力矩下降，要配足够粗的电缆。 防爆电机：驱动防爆电机时，电机和变频器配套后的防爆检查是必要的。西林通用型变频器本身是非防爆结构，如果使用同通用型变频器，需要将变频器放在非防爆的地方。带减速机的电机：因润滑方式和厂家的不同，连续使用的速度范围也不同。特别是油润滑时，低速范围连续运转时因油润滑不足有烧毁危险。另外超过50Hz高速时，请咨询电机和减速机厂家。
变频器和电机的选型 一、电机的选择： 首先应该根据负载运动时所需要的平均功率、最高功率，折算到电机轴侧（可能有减速机、皮带轮等减速装置）选择电机的功率，同时也要考虑电机的过载能力。电机厂商可以提供电机的力矩特性曲线，不同温度下电机特性会变化。 顺便说：选型的顺序当然是先选电机再根据电机选择变频器，因为控制的最终目的不是变频器也不是电机，而是机械负载。 二、变频器的选型： 第一应该强调的是，应该根据电流选型。对于一般负载，可以根据电机的额定电流选择变频器，即变频器额定电流（即常规环境下的最大持续工作电流）大于电机额定电流即可。但是必须要考虑极限状况的出现。因此变频器还需要可以提供短时间的过载电流。 （注意：电机的电流是由机械负载决定的） 变频器有一条过载电流曲线，是一条反时限曲线，描述了过载电流和时间的关系。这就是变频器厂商经常说得过载能力可以达到150％额定电流2秒、180％额定电流2秒云云，实际上是一条曲线。因此，只要电机的电流曲线在变频器的过载电流曲线之内，就是正确的选型。这就是为什么有时候变频器功率要大于电机功率1档或2档（比如起重应用），有时候小功率变频器仍然可以驱动大功率电机（比如输送带）的原因。 另一个必须注意的：在非正常环境下，比如高海拔、高环境温度（例如大于50度小于60度环境）、并排安装方式（有些变频器并排安装不降容，有些要降容，根据变频器设计决定）等情况下，要考虑变频器的降容。这方面的资料变频器厂商都可以提供。 结果是：变频器的额定功率可能大于电机功率，也可以小于电机功率，事实上变频器的选型也是根据机械负载决定的。 结论：变频器选型的最终依据，是变频器的电流曲线包罗机械负载的电流曲线。 三、Y型电机和变频电机 Y型电机，应该就是普通异步电机（印象中是，不太确定）。 变频器的根本功能就是改变电源频率，从而改变电机转速。因此理论上讲，不管是什么电机，只要可以通过改变频率调速的，都可以使用变频器。 如上面某位朋友所说，变频电机有着特殊的设计，更适合变频使用，我同意。 因此，并不是有个独立风扇就是所谓变频电机了。 普通异步电机使用变频器控制时，需要注意的是： 1、低频时（一般小于25hz），由于电机采用同轴风扇，低速时散热效果会很差，电机发热后，力矩特性变软，从而出现速度不稳、电流大等问题。
实验报告 课程名称：数字调速 实验项目：三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级：自动化1303班 姓名：任永健学号：130302307 实验室号：实验组号： 实验时间：批阅时间： 指导教师：成绩：
沈阳工业大学实验报告 （适用计算机程序设计类） 专业班级：自动化1303班学号：130302307 姓名：任永健 实验名称：三相异步电机恒压频比调速系统仿真 1.实验目的： 熟悉SIMULINK环境。 建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。 2.实验内容： 设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统 3. 实验方案（程序设计说明） 异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。 正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定的条件下，通过调节外加直流电源的大小就可以获得在额定频率下产生额定电压的正选电压波，通过调节正弦波的频率就可以得到理想的电压频率波，而且调节输入正弦波的频率能得到线性的输出电压幅值。MATLAB在电气领域中的运用随处可见，在这里可以运用MATLAB里的Simulink仿真出具体的模型，通过示波器来观察具体的波形，从而进行进一步的分析。 4. 实验原理（系统的实现方案分析） 首先采用三相双极性SPWM逆变电路产生三相交流电源，全控型器件可以选用IGBT，这样通过调节外加直流电源的大小便可获的理想的输出交流电压源幅值，然后通过改变给定的频率信号来改变异步电机的转速，基本模型如下图所示
如何选用变频电动机 2008年11月17日星期一 08:52 应用负载容量曲线准确选用变频电动机 频道：变频电机 在使用变频调速的工程机械中，变频电机选择的正确与否，直接影响到工程机械实际使用效率。只有正确地选择了变频电机的功率、极数、转矩，然后确定变频器的规格，即根据所要求的过载容量选择变频器的容量等级，变频器容量等级分为:一般应用的110%短时过载容量等级和150%峰值过载容量重载应用容量等级。将变频电机与合适的变频器组合成调速系统，其难点是要根据负载容量曲线来选择电机容量。 1 用常规方法选用变频电机的缺陷 常规选用电机的方法是，先按负载性质及环境条件选择电动机的类型，然后按负载转矩及转速初选电机功率、转矩，最后校验电动机最小起动转矩、允许的最大飞轮力矩及过载转矩、电动机的发热等。如起重机起升电机，其电机静 功率 式中 为了满足电动机起动时间和不过热的要求，电机实际功率P≥KN (K为重复短时工作制系数，JC = 25，K=0.8~0.9;JC=40，K=0.9~1.0; JC=60, K=1.1~1.2）。通过计算能得出变频电机的功率，但不能准确选出最适合生产机械电机极数、负载容量的变频电机，显然这种方法对选择变频电机有缺陷。 2 正确选用变频电机的方法 根据负载容量曲线选择电机容量，是一种高效、切实可行的方法。利用负载容量曲线选择电机容量时，特别要注意在低频率段，连续负载容量曲线减弱是电机的冷却容量减少的结果。在弱磁点范围内f> 50 Hz)，变频器的输出电压不能增加是负载容量减少的因素。 适当选择电机额定转速，使电机在整个运行速度范围内，连续负载容量尽可能高。这样可使机械设备稳定可靠地工作，避免出现不稳定因素。 如某机械设备需恒转矩，要求速度范围:510-1 750 r/min。可选电机:4极电机，额定转速1 500 r/min; 2极电机，额定转速3 000 r/min; 6极电机，
变频器对电机影响 一、普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/db15941277.html, 异步电动机变频调速系统的探讨与分析 作者：肖萍 来源：《数字化用户》2013年第15期 【摘要】随着现代电力电子技术的不断发展，变频调速系统具有调速范围宽，精度高等优点而被广泛的应用于各行各业。但在其变频调速的过程中也会出现实际运行中所不允许的现象出现，如何更好的避免出现这种状态，本文并通过具体适用的过程对其中的问题进行探讨。 【关键词】变频转速问题 变频调速的引入：由电机学理论可知，异步电动机的转速公式为：式中?1异步电动机的供电频率，p为极对数，S为转差率。根据上式我们可以得知异步电动机的调速原理可分为变频，变极，变转差率。由于变极调速只是有级的调速。转差率的调速是损耗功率，因此在这三种调速，变频调速适用效率高。这就是变频调速的提出。那么在变频调速的过程中我们又会碰到一些什么问题呢？ 在一些电动机铭牌上我们都可以看到各项额定值如：供电电源频率、额定工作电压，额定工作电流、额定输出功率、额定输出转速以及满载时的功率因数等一些重要参数。这些参数都是被作为电动机正常运行时的重要依据。如只改变变频调速状态时，电动机铭牌上参数就会发生变化。电动机也就不能正常运行。为什么会这样啊？下面就来分析一下吧： 首先分析工作频率向下调的情况，若?1↓，由式则可知道Фm↑，这样就会引起主磁路上磁通饱和，励磁电流则急剧升高，使得定子铁心损耗急剧加大。这样就会使电动机动的输出功率下降，这样调频后输出功率也就不是额定功率值了，按照铭牌值所选择的机械负载也就达不到其应用的要求了。这是问题之一。 第二分析工作频率向上调的情况，若?1↑，则Фm↓，则TE下降，这样电动机的负载能力也降低，对一定的负载会因拖不动而堵转。而电动机一些铭牌值也发生了变化。这又是问题之二。这两种情况在实际运行中是都所不允许的。 由此可知，如只改变频率也不能正常调速，而在许多情况下，在调节定子频率的同时也调节定子电压，通过改变电压和频率配合，而实现不同类型的调频调速。 上面对变频调速原理所出现的问题过程状态进行了分析研究。而在具体的应用上变频调速也会碰到一些实际的情况。 具资料了解到有一类型的风机基本参数点为：转速为1170r/min，升压为39.2KPa，流量为99.5m3/min，厂家给本风机配套电动机功率为4极90KW，传动方式为皮带传动。实际使用中，用户需要对风机流量进行调节控制，就采用了变频调速控制，把转速变化范围规定在800—1170 r/min之间，传动方式相应的改为直联传动方式。用户按样本自配的电动机功率仍然