新问题：变频如何应对？磁路饱和的后果

如图7-1所示的功率流程图中，当电动机的工作频率f_X下降时，各部分功率的变化情形如图7-2所示。

图7-2 频率下降时的功率流程

1.输入功率

由式（3-1）：

P₁=3U₁I₁cosφ₁

与输入功率P₁有关的各因子中，当频率f_X改变时，除cosϕ₁略有变化外，其余各量都和f_X没有直接关系。因此，可以认为，f_X下降时，P₁基本不变。

2.输出功率

由于在等速运行时，电动机的电磁转矩T_M总是和负载转矩相平衡的。所以，在负载转矩不变的情况下，T_M也不变。而输出轴上的转速n_MX必将随f_X下降而下降。所以，式（3-8）和式（3-11）可改写为

式中 P_ΩX——频率为f_X时的总机械功率，kW；

n_MX——频率为f_X时的转速，r/min。

式中 P_2X——频率为f_X时的电动机输出功率，kW。

可知，总机械功率P_ΩX和输出功率P_2X都随f_X的下降而下降。(www.xing528.com)

3.电磁功率

由图7-2可以看出，当输入功率P₁不变而总机械功率PΩ和输出功率P₂减小时，传递能量的电磁功率P_M必增大。这意味着主磁通Φ₁也必增大，并导致磁路饱和。而磁路饱和的结果，将使励磁电流的波形发生畸变，这是异步电动机在电流频率下降时出现的一个特殊问题。

4.磁路饱和的后果

（1）磁化曲线 在电动机的磁路里，磁通Φ的大小和励磁电流i₀的关系，称为磁化曲线，如图7-3中之曲线①所示。其特点是：

在开始阶段，Φ与i₀基本上呈线性关系，如曲线①上之OA段所示。但当Φ增大到一定程度时，磁路将饱和。这时，励磁电流i₀再增大，磁通Φ将增加得很少，如曲线①上之A点以后所示。

图7-3 励磁电流的波形

a）磁路未饱和 b）进入饱和 c）深度饱和

（2）励磁电流的波形 磁路未饱和时，励磁过程在磁化曲线的线性段进行，磁通和励磁电流基本上成正比关系，励磁电流的波形如图a中之曲线②所示。

当磁路进入饱和区，如图b中曲线1上之B点所示。这时，励磁电流的波形将发生畸变，如图b中之曲线③所示。

如果磁路深度饱和，如图c中曲线1上之C点所示。励磁电流的波形将发生严重的畸变，成为峰值很高的尖峰波，如图c中之曲线④所示。即使磁通增加不多，励磁电流的峰值也会增加得很大。

所以，在进行变频调速时，有一个十分重要的要求，就是希望磁通Φ₁保持基本不变：

Φ₁≈const