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行业应用

U1/f1=C条件下的变频调速与机械特性

2016-12-13

下面分析一下,在U1/f1=C的条件下,变频调速的特点如下:
(1)从额定频率向下调当电动机定子的频率下调,且U1/f1的比值不变时,由物理表达式Tem=CTΦmI2′cosφ2可知,变频调速为恒转矩调速。
(2)从额定频率向上调由于电网电压的限制,电动机两端的电压不能超过电网的额定电压,所以当频率上调时,U1与f1不能成比例调整。随着频率的上升,将使得电动机的主磁通减小,呈现出弱磁现象,是一种弱磁升速,属恒功率调速。
(3)变频调速的机械特性分析过程中为了方便,忽略了定子与转子绕组回路电阻r1和r2的影响,且认为漏抗为线性电抗,即x1=2πf1L1、x20=2πf1L2,于是有

通过上述分析可以看出,在U1/f1比值不变的情况下进行变频调速时,三相异步电动机的机械特性呈现出以下特点:
①特性的硬度不变,表明带负载能力特别强;
②最大转矩保持不变,特性中的最大转矩点将沿着最大转矩线上下移动;
③起动转矩随着频率的下调而增加。
变频调速机械特性曲线
变频调速的机械特性如图7-18所示。但是,实际上,当频率很低时电动机定子回路的漏阻抗对E1影响很大,主磁通下降很大,使得电动机的最大转矩和起动转矩明显减小,性能变差。情况如图7-18中的实线所示。在频率较低时出现的电磁转矩变小、性能变差的现象,可以通过其他措施来进行补偿。如采用在电力电子技术课程中学过的恒流变频调速系统进行补偿。