发表于:2009/3/5 14:36:23
#0楼
在论坛上有网友问:“帮忙解析下变频器的v/f曲线是怎么回事吗?......。”
一.电源频率改变对电动机的影响
电动机的转速n=60f/p*(1-s)。
式中:f---电源频率;
p---定子绕组的磁极对数;
s---转差率。
要对电动机进行调速,方法有:
a.改变磁极对数p,但只能做到有级调速。
b.改变电源频率f,也就是采用变频器调速,可做到无级调速。
电动机的转子是依靠电磁感应而得到能量的,把能量从定子绕组传递给转子的是主磁通фm,
而主磁通фm在电路中通过反电动势e1来体现,在额定频率时,定子绕组的反电动势e1的大小是和
电源频率f1与磁通фm的乘积成正比,即e1≈u1≈ke1f1фm。如果电源电压u1不变,磁通фm与f1成
反比,电源频率f1改变,会导致磁通фm的减小或增大,而产生弱励磁或过励磁现象,弱励磁将引
起转矩不足;而过励磁会引起磁饱和,铁耗急剧增加使电机发热、效率和功率因数都下降。因此在
调速时如何保持磁通фm不变,就成为变频器调速时要解决的一个重要问题。
二.基本保持磁通фm不变的方法
在变频调速过程中,要使磁通фm基本保持不变,就必须使u1/f1≈const,也就是说在改变频率
f1的同时,还需改变定子电压u1。保持фm≈const的手段,就是保持电压调节比ku等于频率调节比
kf,即ku=kf。
式中:ku=ux/un
kf=fx/fn
式中:ux---与fx对应的电压(v);
un---电动机的额定电压(v);
fx---运行频率,即调节后的频率(hz);
fn---电动机的额定频率(hz)。
为改善使用变频器后电动机的机械特性,最广泛使用的就是v/f控制方法。即通过控制变频器
输出部分的ku/kf值,使电动机的转矩得到提升,以满足负载的要求。
三.基本u/f曲线
针对ku=kf下降时фm下降的情况,采用适当提高调压比ku,而使ku>kf来保持фm≈const。最
终使电动机的临界转矩得到补偿,这就是所谓的转矩补偿(又称为转矩提升),这是通过提高u/f比
来得到的。
使ku=kf时的u/f线称为基本u/f曲线,它表明了没有补偿时的电压ux和频率fx之间的关系,它
是进行v/f控制的基准线。
在u/f曲线设定中:
a.基本频率fb和电动机的额定电压相对应(50hz对应380v),通常基本频率fb应按电动机的额定
频率来设定。
b.最高频率fmax和最大的外给定信号xmax相对应。
可看出u/f曲线是设定变频器和电动机正常工作的依据。
四.实际的变频器u/f曲线
各型变频器都提供了多种u/f曲线(实际就是一些子程序),由用户根据负载情况来选择及进行
设定。常用的u/f曲线可分为:
a. 单u/f曲线,用于恒转矩及平方律负载,其设定原则是,以最低工作频率时能带动负载为前
提。厂家将多条曲线做成u/f图形方式供用户选择。
b.分段的单u/f曲线,用于负载的转矩与转速成比例的负载,即在转速低时,负载转矩小补偿
也少些,转速升高,转矩增大补偿作用也加强。
c. 自动单u/f曲线,变频器可根据负载电流的大小,自动的调整u/f曲线。
d. 自定义u/f曲线,可由用户设定u/f曲线的第一/第二/第x个电压及第一/第二/第x个频
率值。
五.一点讨论
对于变频器的u/f曲线,有的文献资料或产品说明书上写“v/f”,有的写“u/f”,那“v/f曲
线”和“u/f曲线”有没有区别?这些写法实质都是针对v/f控制方法而言,是没有区别的。有的人
可能会说v/f和u/f字母都不同,意思也应该不相同吧?,目前对“u/f选择”功能有不同的称谓,就
是说还没有一个统一的定义,具体可看dlr博客上的《最新变频器国家强制性标准实施与设计选型
使用技术手册》一书。dlr个人的看法是:最好v/f不要等同于u/f,应把它看成这是同一目的两个概
念,即v/f属于控制思路,而u/f曲线则是具体方法,这样在理解和应用上就不会混淆了。
文/dlr
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