变频调速原理

变频调速原理及知识
一、变频调速原理
改变电源频率可以改变电动机的转速，异步电动机的电动势公式为：
E1=4.44f1Nsφ （如忽略定子阻抗压降则U1=E1）
当U1保持不变时，随频率f1不断升高，气隙磁通φ将减小，致使电动机的电磁转矩减小，同时电动机的最大转矩亦将减小，严重时会使电动机堵转，反之随着f1的减小，φ将增加，导致磁路饱和，励磁电流上升，铁损耗增加，因此变频调速时，应根据被拖动机械的不同要求，在调频时应相应改变定子的端电压，根据U1和f1的不同比例关系，将有不同的变频调速方式。

1、恒转矩变频调速
为保持输出转矩一定，就要求磁通φ不变，根据上式可得： C=4.44 Ns
恒转矩调速控制方法有两种
①U1和f1成比例的控制方法，仅适用于调速范围不大或转矩随转速下降而减小的负载。

②E1/f1为常数的进行控制，适用于调速范围大的恒转矩负载，因此随着f1的降低，需要适当提高输入电压以补偿定子电阻上的压降。

2、恒功率变频调速
变频调速在f1大于电动机的额定功率时，定子电阻相对于定转子漏抗之和可以忽略，为此对恒功率变频调速且变频过程中保持电动机过载能力不变时，U1和f1的协调关系为：
= （Un、fn为额定电压、额定频率）
在f1>fn时，电机调速处于同步转速以上，若要维持为常数，必须使U1超过Un，这是不允许的，所以在f1>fn时，电动机的端电压往往不会升高，而维持额定电压Un，这样气隙磁通将小于额定磁通导致转矩减小。

二、变频电机主要用在额定频率及其以下的某一频率范围内作恒转矩驱动，在额定频率以上的某一频率范围内作恒功
率驱动，对于（5-50Hz）（6-60Hz）频率范围内作恒转矩调速的变频电机称为普通型变频调速电机。

电机变频调速原理(一)电机变频调速原理解析1. 什么是电机变频调速电机变频调速是通过调整电机的供电频率来改变电机的转速和工作效率的技术。

通过改变电机输入的交流电频率，可以实现电机的无级调速，从而适应不同的工作负载和工作需求。

2. 电机变频调速的原理电机变频调速的原理基于电磁学和电力学的相关理论。

下面列出了电机变频调速的关键原理要点：•电机工作原理–交流电机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。

当电机的定子线圈通电时，会产生磁场。

而通过定子线圈和转子线圈之间的磁场相互作用，就能产生转动力矩，进而驱动电机的转子旋转。

•调频原理–电机的转速与供电频率呈线性关系。

一般来说，电源频率（如50Hz或60Hz）是固定的，所以要调整电机的转速，就需要改变电源输出的频率。

这就是调频的基本原理。

•变频器–为了实现对电机频率的调节，需要使用一种称为变频器（也称为变频驱动器）的装置。

变频器是一种电子设备，它可以接受固定频率的电源输入，并通过内部的电子元件和控制算法来改变输出频率。

•控制系统–变频器通常配备有一个控制系统，用于监测和调整输出频率。

控制系统可以根据用户设定的要求，通过改变变频器内部的参数和算法，来实现对电机转速的精确控制。

常见的控制系统有PID控制和向量控制等。

3. 电机变频调速的优势通过使用电机变频调速技术，可以获得以下一些优势：•节能–通过调整电机的工作频率，可以在不牺牲工作效率的前提下降低电机的功耗，从而实现节能的目的。

尤其是在一些工作负载较轻的情况下，电机变频调速可以显著降低能耗。

•转速调节范围广–采用电机变频调速技术，可以实现对电机转速的无级调节。

这意味着无论是低速工作还是高速工作，都可以通过变频器精确地调节电机的转速，满足不同工况下的需求。

•启停稳定性–电机变频调速可以实现平稳的启动和停止，避免了传统固定频率供电时电机启动时的电流冲击和机械应力。

•调速精度高–电机变频调速可以通过优化控制算法，实现对电机转速的高精度调节。

异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。

作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。

近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。

1 变频调速原理n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。

变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。

整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

2 谐波抑制变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。

虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。

变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。

较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。

由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。

为了消除谐波，主要采用以下对策：a.增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。

变频调速的工作原理变频器的功用是将频率固定的（通常为50Hz的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为O-4OOH0的三相交流电。

由公式：n0=60f/p其中n0为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率f连续可调时（一般P为定数），电动机的同步转速也连续可调。

又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些，所以，当同步转速连续可调时，异步电动机转子的转速也是连续可调的。

变频器就是通过改变f （电流的频率）来使电动机调速的在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。

如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。

一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P,黑表棒分别依到R S T,应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。

相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。

将红表棒接到N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。

如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。

B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。

2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U V W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。

将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。

在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动, 连接异常有时可能导致变频器出现故障, 严重时会出现炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容, 并初步断定故障及原因。

电机变频调速原理
电机变频调速是通过改变电机供电频率来调节电机转速的一种方法。

它利用变频器来实现对电机供电频率进行调节，从而控制电机转速。

变频器是一种能够将输入电源的频率进行变换的装置，通常由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。

电机变频调速的原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 首先，通过整流器将交流电源转换为直流电源。

整流器的作用是将电网提供的交流电源转换为直流电源，以提供给逆变器使用。

2. 然后，经过滤波器对直流电源进行滤波处理。

滤波器的作用是去除直流电源中的脉动成分，使得输出的电流更加稳定。

3. 接下来，通过逆变器将直流电源转换为交流电源，同时控制输出电压的频率和幅值。

逆变器的核心部分是由一对可控开关构成的逆变桥，它能够根据控制电路的指令周期性地开关，从而产生需要的交流电压。

4. 最后，将逆变器输出的交流电源供给电机。

由于逆变器能够通过改变开关频率和占空比来控制输出电压的频率和幅值，因此可以通过调节逆变器的参数来实现对电机转速的调节。

需要注意的是，电机变频调速还需要配合传感器和控制器来实现对电机转速的闭环控制。

常见的闭环控制方法有速度闭环控制和位置闭环控制，它们可以通过检测电机转速或位置信号，
并与控制器中的设定值进行比较来调节输出频率，从而实现对电机转速的精确控制。

综上所述，电机变频调速通过变频器实现对电机供电频率的调节，从而控制电机转速的方法。

它可以实现高效、精确的电机控制，并广泛应用于各种需要调速的场合。

双驱动变频调速原理1.基本原理：n=(f*n_s)/p其中n为电机转速，f为输入电压，n_s为电机同步转速，p为电机的极对数。

基于这个原理，通过改变输入电压和频率的大小，可以实现对电机转速的调整。

2.变频调速器：变频调速器是实现双驱动变频调速的核心设备。

它由整流器、滤波器、逆变器等组成，通过调整逆变器的输出频率和电压，来控制电机的转速。

变频调速器首先将电网交流电源通过整流器转换为直流电，然后通过滤波器将直流电转换为平滑的直流电压。

接下来，逆变器将直流电压经过逆变，将其转换为可调的交流电，输出给电机。

变频调速器通过调整逆变器的输出频率和电压来控制电机的转速。

调节变频调速器的频率和电压输出方式可以实现电机的转速调整和控制。

3.控制策略：开环控制是指通过设置输入的频率和电压，实现对电机转速的粗略控制。

这种控制方式简单、成本较低，但不能保证转速的精确控制。

闭环控制是指通过传感器对电机的转速进行实时监测，并将监测结果与设定值进行比较，通过调整输入频率和电压的大小，来实现对电机转速的精确控制。

闭环控制需要使用速度、位置等传感器来进行转速的反馈，并通过控制算法对输出频率和电压进行计算和调整，以实现精确的转速控制。

4.特点与应用：1)调速范围广：通过调整输入频率和电压，可以实现电机转速在一定范围内的任意调整。

2)转矩输出可控：通过变频调速器的控制，可以实现对电机的转矩输出进行调整。

3)能量节约：通过控制电机的转速，可以避免电机长时间在满载或部分负载工况下运行，从而实现能量的有效利用和节约。

总结：双驱动变频调速通过改变电机输入电压和频率的方式，实现对电机转速的精确控制。

基于变频调速器的控制策略，可以实现对电机转速的粗略和精确调整。

在实际应用中，双驱动变频调速已经成为一种广泛应用的电机控制技术，具备调速范围广、转矩输出可控和能量节约等特点，可以满足各种需要对电机转速进行精确控制的应用需求。

变频调速原理变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。

3.1 变频调速基本原理[7][8][9]由电机学理论可知三相感应电动机的转速为：式中：n 为电动机的转速f 为输入交流电源的频率P 为电动机的极对数s 为异步电动机的转差率通过上式可知，改变交流电动机转速的方法有三种。

即变频调速、变极调速和变转差率调速。

我们知道，交流电动机是通过内部的旋转磁场来传递能量的，为了保证交流电动机能量传递的效率，必须保持气隙磁通量为恒定值。

如果磁通量太小，则没有充分发挥电动机的能力，导致出力不足。

反之，如果磁通量太大，铁心过度饱和，会导致励磁电过大，严重时会因绕组过热而损坏电动机。

因此，保持气隙磁通量的值恒定不变，是变频变压的基本原则。

三相异步电动机定子每相电动势的有效值为:Eg=4.44f1N1Фm式中：Eg：定子每相由气隙磁通感应的电动势的方均根值（V）f1：定子电流频率（Hz）；N1：定子相绕组有效匝数；Фm：每极磁通量（Wb）。

由上式可见，只要控制好f1和Eg，便可达到控制磁通Фm的目的。

下面分两种情况加以说明。

1.基频以下的变频调速为保证电动机的带负载能力，基频以下的恒磁通变频调速应保持主磁通Φm不变，这就要求在f1降低的同时降低感应电动势Eg，保持Eg/ f1＝常数，即保持电动势与频率之比为常数进行控制。

这种控制又称恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。

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，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1≈Eg，这样只要保持U1/f1＝常数，即可达到恒磁通控制的目的，这叫做恒压频比控制方式。

2.基频以上变频调速基频以下的变频调速方式只适合于额定转速以下的调节，对于高于额定转速的调节必须采用弱磁变频调速方式。

在基频以上调速时，频率可以从f1N往上增高，但电压U1却不能超过额定电压U1N，最多只能保持U1=U1N，这将迫使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况，属于近似的恒功率调速方式。

变频调速基本原理及控制原理1.基本原理：目前使用较多的是“交—直—交”变频，原理如图1所示，将50Hz交流整流为直流电Ud，再由三相逆变器将直流逆变为频率可调的三相交流供给鼠笼电机实现变频调速。

2.控制原理：变频调速装置主电路(见图2)由空气开关QF1，交流接触器KM1和变频器VF组成，由安装在配电柜面板上的转换开关SA，复位开关SB；或安装在现场防爆操作柱上启动按钮SB 和停止按钮SB2控制VF的运行：(1)启动VF时必须先合上QF1和QF2，使SA置于启动位置，KM1便带动电触点闭合，来电显示灯HL2亮；此时按下SB，也可以按下现场SB1使KA1带电触点闭合，VF投入运行同时运行指示灯HL3亮。

(2)需要停止VF时，按下SB2使KA1失电，VF停止运行，此时HL3灭；置SA于停止位置，KM1断开同时HL1亮表示停机。

(3)如果在运行过程中VF有故障FLA、FLC端口将短接，KA2带电，KM带电其触点断开，同时故障指示灯HL3亮并报警。

由于工艺条件复杂，实际运行过程中有多方面不确定因素，为安全其见，每台变频器均加有一旁路接触器KM2；如果KM1或VF发生故障时保证电机仍能变频运行。

变频调速实行闭环负反馈自动控制即由仪表装置供给变频器1V和CC端口4～20MA电信号，靠信号大小改变来控制VF频率高低变化达到调节电动机转速和输出功率的目的，使泵流量和实际工艺需求最佳匹配，实现仪表电气联合自动控制体系。

二、实际运用分析1.变频调速实行工艺过程控制，由于生产流程和工艺条件的复杂性；不通过实践有些问题不被人们认识，只有通过实践才能找出解决这此问题方法和途径。

在闭环控制回路中，变频器作用类似风开式调节阀，对于实用风关式调节阀控制回路需在变频器上设定最低下降频率，当仪表装置故障时变频器输出最低频率，保证电机运转，维持工艺流程最低安全量，不至于生产中断。

变频器下限频率设定必须通过实际测试，不能随意变动。

就拿P6101A 脱丙烷塔进料泵来说，当时调试时当仪表信号4AM时，变频器输出频率10Hz，此时根本达不到工艺需要流量，通过仪表、电气专业人员多测试设定4MA信号输出23Hz能达到最低安全量，故23Hz 便没定为法定下限参数，这样既可保证工艺安全运行又有27Hz的频率调节范围。

变频调速的原理
变频调速原理是通过改变电机输入的电压与频率，来实现电机转速的调速。

具体来说，变频器会将电网的交流电信号转换为直流电信号，然后再将其转换为电机所需的可调的交流电信号。

变频器会不断测量电机的输出速度，并将其与用户设定的期望速度进行比较。

然后，变频器会根据比较结果来调整电机输入的电压与频率，以实现转速的调节。

当输出速度低于期望速度时，变频器会提高电压与频率；当输出速度高于期望速度时，变频器会降低电压与频率。

通过改变电压和频率，变频调速可以实现广泛的转速调节范围，同时还能够提供更高的效率和较低的能耗。

此外，变频调速还具备较好的响应性和稳定性，能够满足不同工况下的要求。

总结来说，变频调速的原理是通过改变电机输入的电压与频率，以调控电机转速。

这种调速方式提供了更大的灵活性和效率，广泛应用于各种需要精确转速控制的场合，如工业生产、交通运输等领域。