变频的同时为什么还要变压

    1．异步电动机的能量传递关系

    如图3-7，异步电动机是通过电磁感应来传递能量的，各部分的功率如下述。

    图3-7    异步电动机的能量传递

   a)异步电动机的工作原理b）能量传递关系

   (1)电动机的输入功率。电动机输入的是三相电功率，计算公式如下：

   (3-3)

式中  P1X-频率为fx时电动机的输入功率，kW；

   ULX-频率为fx时电动机输入的线电压，V；

   I1-电动机每相的电流，A；

   cosφ1-电动机定子侧的功率因数。

   (2)电动机的输出功率。电动机输出的是机械功率，计算公式如下：

   (3-4)

式中  PMX-频率为fx时电动机轴上的输出功率，kW；

   TM-电动机的转矩（与负载转矩相平衡），N·m。

   (3)电磁功率。从电功率和机械功率之间起传递和转换作用的磁场功率，用PM表示。其大小反映了电动机磁路内磁通Φ的大小。

    2．频率下降时各部分功率的变化。假设，电源电压的频率fx人为地调低了，这时，电动机的转速必下降：

   (3-5)

式中fx-电动机的工作频率，Hz；

   nMX-频率为fx时的转速，r/min；

   p-磁极对数；

   s-转差率。

    一方面，由式(3-4)，在负载转矩不变的情况下，电动机转速的下降将导致输出功率的下降；另一方面，式(3-3)表明，电动机的输入功率和频率之间，并无直接关系。就是说，当频率下降时，电动机的输入功率并不自动地随着下降。

    所以，在频率下降时，将出现输入功率和输出功率之间的严重失衡，使传递能量的电磁功率和磁通大幅增加，电动机的磁路将严重饱和，励磁电流的波形严重畸变，产生峰值很大的尖峰电流。

    3．变频的同时还要变压。为了维持输入功率和输出功率之间的平衡，在频率下降的同时，必须人为地使电压与频率同时下降。这就是在变频的同时还必须变压的原因。

    由于电压的下降是人为的，这就有可能根据负载的不同特点来适当地调整U／f比。这种通过调整U/f比来改变电动机特性的方法，便称为V/F控制方式。