改变频率f如何调速

    根据转速公式可知，当转差率s变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率f1成正比。连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。但是，单一地调节电源频率，将导致电动机运行性能的恶化，其原因可分析如下。

    电动机正常运行时，定子漏阻抗压降很小，可以认为U1≈E1=4.44f1N1KW1Φ0。

    若端电压U1不变，则当频率f1减小时，主磁通Φ0将增加，这将导致磁路过分饱和，励磁电流增大，功率因数降低，铁芯损耗增大；而当f1增大时，Φ0将减小，电磁转矩及最大转矩下降，过载能力降低，电动机的容量也得不到充分利用。因此，为了使电动机能保持较好的运行性能，要求在调节f1的同时，改变定子电压U1，以维持Φ0不变，或者保持电动机的过载能力不变。U1随f1按什么样的规律变化最为合适呢？一般认为，在任何类型负载下变频调速时，若能保持电动机的过载能力不变，则电动机的运行性能较为理想。

    随着电力电子技术的发展，已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置，将促进变频调速的广泛应用。额定频率时称为基频，则调频时可以从基频向下调，也可从基频向上调。

   (1)从基频向下调的变频调速，保持U1/f1=恒值，即恒转矩调速  如果频率下调，而端电压U1为额定值，则随着f1下降，气隙每极磁通Φ0增加，使电动机磁路进入饱和状态。过饱和时，会使励磁电流迅速增大，使电动机运行性能变差。因此，变频调速应设法保证Φ0不变。若保持U1/f1=恒值，电动机最大电磁转矩Tm在基频附近可视为恒值，在频率更低时，随着频率f1下调，最大转矩Tm将变小。其机械特性如图9-13(a)所示，可见它是一种近似于恒转矩调速的类型。

   (2)从基频向上调的变频调速  电动机端电压是不允许升高的，因此升高频率f1向上调节电动机转速时，其端电压仍应保持不变。这样，f1增加，则磁通Φ0降低，属减弱磁场调速类型，此时电动机最大电磁转矩Tm及其临界转差率Sm与频率f1的关系，可近似表示为

    其机械特性如图9-13 (b)所示，其运行段近似是平行的，这种调速方式，可近似认为是恒功率调速类型。

    图9-13    变频调速机械特性

    把基频以下和基频以上两种情况合起来，可以得到图9-14所示的异步电动机变频调速控制特性，图巾曲线1为不带定子电压补偿时的控制特性，曲线2为带电压补偿时的控制特性。如果电动机在不同转速下都具有额定电流，则电动机都能在温升允许条件下长期运行，这时转矩基本上随磁通变化而变化，即在基频以下属于恒转矩调速，而在基频以上属于恒功率调速；如果f1是连续可调的，则变频调速是无级调速。

    图9-14    异步电动机变频调速控制特性

   1-不带定子电压补偿；2-带定子电压补偿