变频器入门知识：全面解读

变频调速是通过改变异步电动机供电电源的频率f来实现无级调速的，其接线如图1-1所示，电动机采用变频调速以后，电动机转轴直接与负载连接，电动机由变频器供电。变频调速的关键设备就是变频器，变频器是一种将交流电源整流成直流后再逆变成频率、电压可变的变流电源的专用装置，主要由功率模块、超大规模专用单片机等构成，变频器能够根据转速反馈信号调节电动机供电电源的频率，从而实现相当宽频率范围内的无级调速。

图1-1 变频调速接线图

在变频器控制中，经常采用的一种方法是电压/频率协调控制（即V/f控制），并分为基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。

1.基频以下调速

为了充分利用电动机铁心，发挥电动机产生转矩的能力，在基频以下采用恒磁通控制方式，要保持Φ_m不变，当频率f₁从额定值f_in向下调节时，必须同时降低E_g，即采用电动势频率比为恒值的控制方式。然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子电阻和漏磁感抗压降，而认为定子相电压U_s≈E_g，则得

这是恒压频比的控制方式，其控制特性如图1-2所示。

低频时，U_s和E_g都较小，定子电阻和漏磁感抗压降所占的分量相对较大，可以人为地抬高定子相电压U_s，以便补偿定子压降，称作低频补偿或转矩提升。(www.xing528.com)

2.基频以上调速

在基频以上调速时，频率从f_in向上升高，但定子电压U_s却不可能超过额定电压U_sN，只能保持U_s=U_sN不变，这将使磁通与频率成反比地下降，使得异步电动机工作在弱磁状态。

把异步电动机基频以下和基频以上两种情况的控制特性画在一起，即是其变频调速的控制特性，如图1-3所示。如果电动机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化而变化。按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定，转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时磁通恒减小，转矩也随着降低，基本上属于“恒功率调速”。

图1-2 恒压频比控制特性

图1-3 异步电动机变压变频调速的控制特性