变频器控制电机的小知识2

当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。

电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。

通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。

通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低

通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。(T=Te，P<=Pe)

变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。

当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。

举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。

因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)

变频器50Hz以上的应用情况

大家知道，对一个特定的电机来说，其额定电压和额定电流是不变的。

如变频器和电机额定值都是：15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。

当转速为50Hz时，变频器的输出电压为380V，电流为30A。这时如果增大输出频率到60Hz，变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A，很显然输出功率不变，所以我们称之为恒功率调速。

这时的转矩情况怎样呢？

因为P=wT(w；角速度，T：转矩），因为P不变，w增加了，所以转矩会相应减小。

我们还可以再换一个角度来看：

电机的定子电压U=E+I*R(I为电流，R为电子电阻，E为感应电势)

可以看出，U，I不变时，E也不变.

而E=kfX（k：常数；f：频率；X：磁通），所以当f由50-->60Hz时，X会相应减小

对于电机来说T=KIX（K：常数；I：电流；X：磁通），因此转矩T会跟着磁通X减小而减小

同时，小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/f=E/f不变时，磁通(X)为常数。转矩T和电流成正比。这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力，并称为恒转矩调速(额定电流不变-->最大转矩不变)

结论：当变频器输出频率从50Hz以上增加时，电机的输出转矩会减小

其他和输出转矩有关的因素

发热和散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响变频器的输出转矩能力。

载波频率：一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率，最高环境温度下能保证持续输出的数值，降低载波频率，电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。

环境温度：就像不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值。

海拔高度：海拔高度增加，对散热和绝缘性能都有影响。一般1000m以下可以不考虑，以上每1000米降容5%就可以了。

变频器控制电机频率调多少合适？

在上面的整理中，我们已经了解到为什么要用变频器控制电机，也清楚了变频器是如何控制电机的。变频器控制电机，总结起来无外乎这两点：一是变频器控制电机的启动电压，频率；达到平滑启动平滑停止；二是利用变频器调节电机的速度，通过改变频率进行电机的调速。

还有网友提出了一个实际问题：变频器控制普通电机，最低可以调到多少赫兹？目前已经调到60Hz，领导还让我继续增加Hz数，计划让我调到100Hz，有人调到过100Hz吗？（类似这种情况，需要考虑哪些因素？）

一起看看网友们怎么说

网友 lpl53：我们在工业洗衣机上，到过200HZ，但电流不大。

网友 莫头脑：可以磨床上导轮电机一般都是100―110的…

网友 82252031：电机功率有裕量电流不超情况下，可以，但要注意测量电机轴承温度，异响，振动。我们有一台变频驱动电机长期运行在70-80Hz，6极电机随便试，2极电机要谨慎。

网友 fsjnzhouyan：这个要看电机矽钢片的质量了，以前在使用中通常在85Hz没有问题，调到90Hz很多电机转速就上不去（额定转速都达不到），出现磁饱和了。

网友 ZCMY：电机的轴承最好换成高速轴承，另外要试下振动，还有如果负载是风机或水泵类不适用的。

网友 mengx9806：曾经调到1210HZ，电机是东元的，变频器是安川A1000系列，运行了两年没得毛病，一直在跑，没出大问题，但是估计出了问题就是不会小问题。

网友 卢学斌：调到过180，短时间运行。

网友 1531214350：曾经修过水洗洗衣机，电机是普通电机，甩干运行150HZ。

高雅的雅：普通电机运行频率高于额定频率20%转差率就会增大，频率越高转差率会越大

网友 kdrjl：看来对交流感应电机的基本结构和使用还是了解的太少了。

感应电机，调速的最高转速限制，关键不在变频器，一般的正规变频器，在V/F模式最高运行频率不会低于400Hz的，西门子的变频器为例，是600Hz；矢量控制，最高运行频率限制是200Hz-300Hz；伺服控制的最高运行频率会更高。所以楼主想将感应电机调速提高到100Hz，在变频器这方面没有悬念和疑问。完全没有技术障碍。

感应电机的机械结构，比如说转子，是鼠笼结构，因此，它的机械强度是由电机设计最高转速有关联的，转速越高，机械离心力就越大，所以，一般的都满足设计的最高转速为准，其机械强度不会无限大。

感应电机的转子轴承，同样有最高转速限制，所以，超值标的高速运行，要了解转子轴承的最高转速极限，只要满足要求，就可使用；

感应电机转子的动平衡调试与整定，制造商也不可能是超过自己的设计参数去调试和验证。动平衡一般都是满足电机出厂所标定的最高转速进行检验。

好了，综上所述，感应电机变频调速，如果超频应用。首先是要与使用的感应电机制造商询问是否可行。或者干脆提出自己的要求，定制电机。以保证最高转速下的可靠性。

另外，如果不通过制造商，自己来解决这些，那么首先是确定电机转子动平衡测试，然后确认轴承的极限转速；超过了要换高速轴承来适应现场需求。另外还要考虑散热问题等等。

最后，根据经验，想运行在100Hz以内的感应电机，其功率100kW以内中小功率的感应电机应该相对可以，超过100kW及其以上，最好定制。不要选择常规通用产品。

网友 lvpretend：主要看电机，如果本来就是2极电机，功率也大，就要谨慎些。工业洗衣机算是超速运行比较多的例子，但电机额定转速本来就比较低，6极的多。我见到过的4极电机最多到过120Hz。