变频调速工作原理

1． 变频调速的原理

2．1异步电机的静态等效电路

根据电机学原理，在下述三个假定条件下：忽略空间和时间谐波，忽略磁饱和，忽略铁损，异步电机的稳态等效电路示于图一。

图一 异步电机T形等效电路

Rs、R’r ——定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻；

Lls、L’lr ——定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感；

Lm——定子每相绕组产生气隙主磁通的等效电感，即励磁电感；

Us、1 ——定子相电压和供电角频率；

s ——转差率。

由图可以导出 2'r1s212'r1ss'rllLCLsRCRUI

（2-1）

式中

msm1s1s111LLLjLjRCll （2-2）令电磁功率 sRIPrrm'2'3

（2-3）

则异步电机的机械特性：

2'rs212'rs1'r2sp'r2'r1p1mme/33llLLsRRsRUnsRInPT（2-4）

2．2变频调速的基本原理

交流电动机的同步转速可以表示为：pfn601 （2-5）

式中1n-交流电动机的同步转速；f-交流电动机定子绕组的宫殿频率；p-交流电动机定子绕组的磁极对数。

根据异步电动机转差率的定义：

11nnns （2-6） 可知交流异步电动机的转速为：

)1(60spfn （2-7）

２００６年第１期　（总第５３期）　牡丹江师范学院学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｕｄａｎｊｉａｎｇ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ＮＯ．１．２００６　Ｔｏｔａｌ　ＮＯ　５３　

７号公共信道信令的第三功能级．它的基本　任务是保证信令网上进行信令消息的安全传递．　分为信令消息处理和信令网管理两部分功能．信　令消息处理功能的主要任务是将从网上收到的信　令消息按照不同地址进行“投递”．若是收到的信　令消息属于本信令点的，就送到第四级功能级去；　若是属于其他信令点的那么就要“转发”至相应信　令点去．信令网管理功能的主要任务是保证整个　信令网的安全运行．当发现网中某个信令点或信　令链路发生故障，或由于链路拥塞而不能传递消　息时，信令网管理功能应能重新组织信令路由，使　得信令能够通过备用的或“迂回”的路由传递，并　且对故障或拥塞的信令链路或信令点进行测试和　处理，直至修复，然后将信令链路倒回原状．　２．４　信令消息处理（ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ　ｍｅｓｓａｇｅ　ｈａｎ—　ｄｌｉｎｇ）　７号公共信道信令的第三功能级“信令网功　能”中的一个组成部分．它的主要任务是处理从　其他信令点或本信令点的第四级收到的信令消　息，根据消息中的目的地地址分配到本信令点或　转道其他信令点去．信令消息处理功能由消息识　别、消息分配和消息选路三部分组成．　２．５　电话用户部分（ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｕｓｅｒ　ｐａｒｔ）　７号公共信道信令的第四个功能级．是针对　有关电话呼叫的建立、监视和释放的各种建立信　号而设计的，大体上可以包括前、后向各种建立信　号，呼叫、电路和电路群的各种监视和闭塞信号．　我国还补充了一些各种类型的记费信号．电话用　户部门通过电话信号消息标记来识别电路号码，　消息传送的源地址和目标地址等等．国际上规定　源地址和目标地址各为１４个二进制位．我国地　区较大，规定为２４个二进制位．　７号信令系统对现代大型电话网具有更加实用　的优势，减少了呼叫建立时间，有利于新业务的发　展，降低了无效话务量，利于现代化通信网的管理．　编辑：司徒琳莉　

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。

变频调速的基本原理

1．电机调速的类型

通常，家用电器用得最多的是单相异步电动机，靠电容或电阻来分相。电机在工作时常处于短时重复状态（开／停），如空调、冰箱等。这样势必带来起动频繁、噪声大、电机寿命短、温度稳定性差以及能耗高等一系列弊端。变频调速技术的应用不但给这些家电产品带来功能的增加、性能的改善，而且具有明显的节能效果和降噪效果，同时使整机寿命较传统家电有明显提高。

异步电机调速有许多方法，如变极调速、变转差率调速和变频调速等。前两种转差损耗大，效率低，对电机特性来说都有一定的局限性。变频调速是通过改变定子电源的频率来改变同步频率实现电机调速的。在调速的整个过程中，从高速到低速可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（10～100％）和精度高等性能，节电效果可达到20～30％。

变频调速有两种方法：一是交－直－交变频，适用于高速小容量电机；二是交－交变频。适用于低速大容量拖动系统。

变频空调器按照其室内风扇电机、室外风机及压缩机的类型，可分为3A和3D变频空调器。对于室内、室外风机和变频压缩机均为交流（AC）形式的变频空调器，一般称之为3A变频空调器；而对于室内、室外风机和变频压缩机均为三相直流无刷电机（DCBLM）形式的变频空调器，一般称之为3D变频空调器。后者价位远高于前者，仅物料成本就高于同功率的3A变频空调器近300元，而且开发难度较大，空调系统和控制器的配合复杂度较高。

2．变频调速的原理

异步电机的转速n可以表示为

式中，n2为同步转速，Δn1为转差损失的转速，p为磁极对数，s为转差率，f为电源的频率。可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。

频率的下降会导致磁通的增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热。显然这是不允许的。为此，要在降频的同时还要降压。这就要求频率与电压协调控制。此外，在许多场合，为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。