变频器补充知识一.doc

一、频率给定线 1、频率给定线的定义 由模拟量进行外接频率给定时，变频器的给定频率fx与给定信号x之间的关系曲线fx = f(x)，称为频率给定线。这里的给定信号x既可以是电压信号UG，也可以是电流信号IG。 2、基本频率给定线 在给定信号x从0增大至最大值xmax的过程中，给定频率fx线性地从0增大到fmax的频率给定线称为基本频率给定线。其起点为（x = 0， fx = 0））xM ）xM为给定信号x = xmax时所对应的给定频率，称为最大给定频率。 预置时，偏置频率fBI是直接设定的频率值；而最大给定频率fxM常常是通过预置“频率增益”G%来设定的。 G% 的定义是：最大给定频率fxM与最大频率fmax之比的百分数，即: G% = (fxM / fmax)×100% 如G% ＞100% ，则fxM＞fmax ，这时的fxM为理想值，其中输出频率大于fmax的部分，变频器的实际输出频率为fmax。 4、最大频率、最大给定频率与上限频率的区别 最大频率fmax和最大给定频率fxM都与最大给定信号xmax相对应，但最大频率fmax通常是由基准情况决定的；而最大给定频率fxM常常是根据实际情况进行修正的结果。 当fxM＜fmax时，变频器能够输出的最大频率由fxM决定，fxM与xmax对应。 当fxM＞fmax时，变频器能够输出的最大频率由fmax决定。 上限频率fH是根据生产需要预置的最大运行频率，它并不和某个确定的给定信号x相对应。 当fH＜fmax时，变频器能够输出的最大频率fH由决定，fH并不与xmax对应。 当fH＞fmax时，变频器能够输出的最大频率由fmax决定。 例2 假设给定信号为0-10V的电压信号，最大频率为fmax = 50HZ,最大给定频率为fxM = 52HZ，上限频率为fH = 40HZ，请按要求正确绘制频率给定线。 分析： 1）频率给定线的起点为（0，0），终点为（10，52）； 2）在频率较小（＜40HZ）的情况下，频率fx与给定信号x之间的对应关系由频率给定线决定。如x = 5V，则fx = 26HZ； 3）变频器实际输出的最大频率为40 HZ。 注意：在频率给定线中，与上限频率（fH）对应的给定信号xH为多大并不重要。 变频器实际工作的频率给定线见图4红线。 二、变频器控制方式 常用变频器的控制方式有：U/f控制、矢量控制等。 1、变频与变压 电动机调速时，仅仅改变变频器的输出频率，并不能正常调速，还必须同步改变变频器的交流输出电压，即变频也要变压，其目的是确保电动机中每极磁通量保持不变，即“恒磁通控制方式”。 1.1 调频比与调压比 调频时，通常都是相对于额定频率fN来进行调节的。那么调节频率fx就可以用下式表示： fx = kf fN 式中，kf为频率调节比（也叫调频比）。kf的值可能大于1、等于1或小于1。 根据变频也要变压的原则，在变压时也存在调压比，调整电压Ux可用下式表示： Ux= ku UN 式中，ku调压比，UN为电动机的额定电压。 1.2 额定频率以下、以上的变频 如前所述，调节频率的同时要能够维持磁通量ΦM不变，必须 U/f = 常数。 1）额定频率以下调频（即fx＜fN ） 为保证ΦM不变，频率fx下调同时变频器输出电压Ux也要下调。 2）额定频率以上调频（即fx＞fN ） 当电动机工作在额定频率fN时，定子绕组的工作电压也是额定电压UN（电动机长期正常工作时的最高电压值）。 因此，在额定频率fN以上调频时，电压Ux就不能跟着上调了，电源电压Ux无法调节。所以在fN以上调速时，只能向上调频率，而不能向上调电压，电压必须保持 Ux = UN不变。 2、U/f控制原理 U/f控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常使U/f为常数，这样可使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。 2.1 三相异步电动机的机械特性 机械特性是指电动机在运行时，其转速与电磁转矩之间的关系，即 n＝f (T )。 三相异步电动机的机械特性曲线如图5所示。 图5 三相异步电动机的机械特性曲线 1）起动转矩Tst 在n = 0 (s =1)，T = Tst点，这点的转矩称为起动转矩Tst，也称为堵转转矩。当电动机的负载转矩大于Tst时，电动机将不能起动。 2）额定转矩T N 在n = n N (s = s N)，T = T N点，该点转矩称为额定转矩T N。当电动机工作在额定转矩T N时，s N通常在0.02～0.06之间，转速在很小的范围内变化时，转矩即可在很大的范围内变化，即工作于额定转矩T N时，电动机具有很硬的机械特性。 注：电动机铭牌标注的额定功率P N、