变频器U/f控制原理

    U/f控制是在改变变频器输出频率的同时改变输出电压的幅值，以维持电动机磁通基本恒定，从而在较宽的调速范围内，使电动机的效率、功率因数不降低。由异步电动机的电势公式可知，仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性，因为定子绕组外加电压近似等于定子绕组感应电动势，与频率和磁通乘积成正比，如式(1-3)所示。    U≈E=C1fΦ    (1-3)    式(1-3)中，Cl为常数，因此有    Φ=E/f≈U/f    (1-4)    式（1-4）中，若外加电压不变，则磁通Φ随频率而改变，如频率f下降，磁通Φ会增加，造成磁路过饱和，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。当频率厂上升时，磁通会减少，电动机的输出转矩将降低。因此在改变频率进行调速时，必须采取措施保持磁通恒定并为额定值。由式(1-4)可知，要使电动机的磁通在整个调速过程中保持不变，只要在改变电源频率厂的同时改变电动机的感应电动势E，使其满足E/f为常数即可。但在电动机的实际调速控制过程中，电动机感应电动势的检测和控制都较困难，考虑到正常运行时电动机的电源电压与感应电动势近似相等，只要控制电源U和频率f，使U/f等于常数，即可使电动机的磁通基本保持不变，采用这种控制方式的变频器称为U/f控制变频器。    由于电动机实际电路中定子阻抗上存在压降，尤其是当电动机低速运行时，感应电动势较低，定子阻抗上的压降不能忽略，采用U/f控制的调速系统中工作频率较低时，电动机的输出转矩将下降。为了改善低频时的转矩特性，可采用补偿电源电压的方法，即低频时适当提升电压来补偿电子阻抗上的压降，以保证电动机在低速区域运行时仍能得到极大的输出转矩，这种补偿功能称为变频器的转矩提升功能。综上所述，对电动机供电的变频器一般要求兼有调压和调频功能，通常将这种调速方式称为可变频率可变电压调速(VVVF)，简称变频变压调速。