發(fā)表于：2009/3/5 14:36:23
#0樓
在論壇上有網(wǎng)友問(wèn):“幫忙解析下變頻器的v/f曲線是怎么回事嗎？......。”
一．電源頻率改變對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60f/p*(1-s)。
式中:f---電源頻率；
p---定子繞組的磁極對(duì)數(shù)；
s---轉(zhuǎn)差率。
要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，方法有:
a．改變磁極對(duì)數(shù)p,但只能做到有級(jí)調(diào)速。
b．改變電源頻率f,也就是采用變頻器調(diào)速，可做到無(wú)級(jí)調(diào)速。
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是依靠電磁感應(yīng)而得到能量的，把能量從定子繞組傳遞給轉(zhuǎn)子的是主磁通фm，
而主磁通фm在電路中通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)e1來(lái)體現(xiàn)，在額定頻率時(shí)，定子繞組的反電動(dòng)勢(shì)e1的大小是和
電源頻率f1與磁通фm的乘積成正比，即e1≈u1≈ke1f1фm。如果電源電壓u1不變，磁通фm與f1成
反比，電源頻率f1改變，會(huì)導(dǎo)致磁通фm的減小或增大，而產(chǎn)生弱勵(lì)磁或過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，弱勵(lì)磁將引
起轉(zhuǎn)矩不足；而過(guò)勵(lì)磁會(huì)引起磁飽和，鐵耗急劇增加使電機(jī)發(fā)熱、效率和功率因數(shù)都下降。因此在
調(diào)速時(shí)如何保持磁通фm不變，就成為變頻器調(diào)速時(shí)要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。
二．基本保持磁通фm不變的方法
在變頻調(diào)速過(guò)程中，要使磁通фm基本保持不變，就必須使u1/f1≈const,也就是說(shuō)在改變頻率
f1的同時(shí)，還需改變定子電壓u1。保持фm≈const的手段，就是保持電壓調(diào)節(jié)比ku等于頻率調(diào)節(jié)比
kf，即ku=kf。
式中:ku=ux/un
kf=fx/fn
式中:ux---與fx對(duì)應(yīng)的電壓(v)；
un---電動(dòng)機(jī)的額定電壓(v)；
fx---運(yùn)行頻率，即調(diào)節(jié)后的頻率(hz)；
fn---電動(dòng)機(jī)的額定頻率(hz)。
為改善使用變頻器后電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，最廣泛使用的就是v/f控制方法。即通過(guò)控制變頻器
輸出部分的ku/kf值，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩得到提升，以滿足負(fù)載的要求。
三．基本u/f曲線
針對(duì)ku=kf下降時(shí)фm下降的情況，采用適當(dāng)提高調(diào)壓比ku，而使ku＞kf來(lái)保持фm≈const。最
終使電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩得到補(bǔ)償，這就是所謂的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(又稱為轉(zhuǎn)矩提升)，這是通過(guò)提高u/f比
來(lái)得到的。
使ku=kf時(shí)的u/f線稱為基本u/f曲線，它表明了沒(méi)有補(bǔ)償時(shí)的電壓ux和頻率fx之間的關(guān)系，它
是進(jìn)行v/f控制的基準(zhǔn)線。
在u/f曲線設(shè)定中:
a.基本頻率fb和電動(dòng)機(jī)的額定電壓相對(duì)應(yīng)(50hz對(duì)應(yīng)380v)，通?；绢l率fb應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定
頻率來(lái)設(shè)定。
b.最高頻率fmax和最大的外給定信號(hào)xmax相對(duì)應(yīng)。
可看出u/f曲線是設(shè)定變頻器和電動(dòng)機(jī)正常工作的依據(jù)。
四．實(shí)際的變頻器u/f曲線
各型變頻器都提供了多種u/f曲線(實(shí)際就是一些子程序)，由用戶根據(jù)負(fù)載情況來(lái)選擇及進(jìn)行
設(shè)定。常用的u/f曲線可分為:
a. 單u/f曲線，用于恒轉(zhuǎn)矩及平方律負(fù)載，其設(shè)定原則是，以最低工作頻率時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載為前
提。廠家將多條曲線做成u/f圖形方式供用戶選擇。
b.分段的單u/f曲線，用于負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成比例的負(fù)載，即在轉(zhuǎn)速低時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小補(bǔ)償
也少些，轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)矩增大補(bǔ)償作用也加強(qiáng)。
c. 自動(dòng)單u/f曲線，變頻器可根據(jù)負(fù)載電流的大小，自動(dòng)的調(diào)整u/f曲線。
d. 自定義u/f曲線，可由用戶設(shè)定u/f曲線的第一／第二／第x個(gè)電壓及第一／第二／第x個(gè)頻
率值。
五．一點(diǎn)討論
對(duì)于變頻器的u/f曲線，有的文獻(xiàn)資料或產(chǎn)品說(shuō)明書上寫“v/f”，有的寫“u/f”，那“v/f曲
線”和“u/f曲線”有沒(méi)有區(qū)別?這些寫法實(shí)質(zhì)都是針對(duì)v/f控制方法而言，是沒(méi)有區(qū)別的。有的人
可能會(huì)說(shuō)v/f和u/f字母都不同，意思也應(yīng)該不相同吧?，目前對(duì)“u/f選擇”功能有不同的稱謂，就
是說(shuō)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義，具體可看dlr博客上的《最新變頻器國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施與設(shè)計(jì)選型
使用技術(shù)手冊(cè)》一書。dlr個(gè)人的看法是:最好v/f不要等同于u/f，應(yīng)把它看成這是同一目的兩個(gè)概
念，即v/f屬于控制思路，而u/f曲線則是具體方法，這樣在理解和應(yīng)用上就不會(huì)混淆了。
文／dlr
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