变频器基频设置的注意事项

    U/F类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器、电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设置。    基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压设置。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。应根据变频器使用说明书中的U/F类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。如为恒转矩负载，即使速度变化转矩也恒定的，如运输机械类，U/F曲线应设置为恒定特性。若为变转矩负载，如泵、通风机等负载，U/F应设置成平方律递减特性（转矩以速度的平方变化的负载）。例如，根据电动机的实际情况和实际要求，最高频率设置为83.4Hz，基本频率设置为工频50Hz。负载类型为：50Hz以下时为恒转矩负载，50～83.4Hz时为恒功率负载。    基准电压与基准频率参数的设置，不仅与电动机的额定电压与额定频率有关（电动机的压频比为电动机的额定电压与额定频率之比），而且还必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电动机，在一般调速应用时，其基准电压与基准频率按出厂值设置(基准电压为380V，基准频率为50Hz)，即能满足使用要求。但对于某些行业使用的较特殊的电动机，就必须根据实际情况重新设置基准电压与基准频率的值。    电动机用变频器调速时有两种情况：基频（基准频率）以下调速和基频以上调速。在设置压频比时必须考虑的重要因素是：尽量保持电动机主磁通为额定值不变。如果磁通过弱（电压过低），电动机铁芯不能得到充分利用，电磁转矩变小，带负载能力下降。如果磁通过强（电压过高），电动机处于过励磁状态，电动机因励磁电流过大而严重发热。根据电动机原理可知，三相异步电动机定子每相电动势的有效值为    E1=4.44f1N1Φm    (5-4)式中：E1为定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值(V)；f1为定子频率(Hz); N1为定子每相绕组的有效匝数；Φm为每极磁通量。    由式(5-4)可以看出，Φm的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制，所以在电动势较高时，可忽略定子漏阻抗压降，而用定子相电压U1代替。要保证Φm不变，只要U1/f1始终为一定值即可。这是基频以下调速的基本情况，为恒压频比（恒磁通）控制方式，属于恒转矩调速。从图5-11中可以看出，基准频率为恒转矩调速区的最高频率，基准频率所对应的电压即为基准电压，是恒转矩调速区的最高电压。在基频以下调速时，电压会随频率变化，但两者的比值不变。    在基频以上调速时，频率从基频向上可以调至上限频率值，但是由于电动机定子电压不能超过电动机额定电压，因此，电压不再随频率变化，而保持基准电压值不变。这时电动机主磁通必须随频率升高而减弱，转矩相应减小，功率基本保持不变，属于恒功率调速区。由图5-12可见，基准频率为恒功率调速区的最低频率，是恒转矩调速区与恒功率调速区的转折点，而基准电压值在整个恒功率调速区内不再随频率变化而改变。
    图5-11    基准电压、基准频率与变频调速控制特性
    图5-12    模拟量给定的正、反转控制    负载基本上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方转矩负载3类。恒转矩负载所需的转矩基本上不受速度变化的影响（T为定值）。对于该类负载，变频器的整个工作区最好运行在基频以下，这时变频器的输出特性正好能满足负载的要求。    恒功率负载在转速越高时所需的转矩越小（T×N为定值）。对于恒功率负载来说，电动机的工作频率若在基频以上，其所要求的机械特性将与变频器的输出特性相吻合。    平方转矩负载所要求的转矩与转速的平方成正比（T/N²为定值），电动机运行在基频以下较为合理。需要注意的是，平方转矩负载的工作频率绝不能超过工频（除非变频器的容量大一个等级）。否则变频器与电动机将严重过载。