变频器为什么要调压

    变频器的调压理由有四。

   (1)为了限制电动机的工作电流。变频器的负载是异步电动机，其定子绕组含电感元件。当频率降低时，绕组的感抗降低，如果还是全压供电(例如380V)，就会造成定子过流烧坏绕组。因此，定子电压必须随频率的升高而升高，频率降低时供电电压也要降低。这种控制称作压频控制或V/f控制，其控制规律一般是线性的。但随工业负荷的不同，也可能是折线或曲线。

   (2)为了保持异步电动机的恒转矩（或恒磁通）。大多数变频器的工作方式是恒转矩运行，即不论设定什么频率，电动机轴上均能产生恒定的转矩（一般是额定转矩）。电动机转矩的大小决定于电流和磁通的乘积。如果电动机已发挥出最大电流（即额定电流），那么，要取得恒转矩效果，必须在任何时刻保持磁通额定。此外，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁芯饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电动机。对于直流电动机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应的补偿合适，保持Φm不变是很容易做到的。在交流异步电动机中，磁通是由定子和转子磁动势合成产生的。怎样才能保持磁通恒定呢？我们知道，三相异步电动机定子每相电动势的有效值是

   Eg=4.44f1N1RN1Φm    （3-1)

式中，Eg为气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值(V)；

   f1为定子频率(Hz)；

   N1为定子每相绕组串联匝数；

   RN1为基波绕组系数；

    Φm为每极气隙磁通(Wb)。

    由式(3-1)可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通Φm的目的。要保持Φm不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使

   Eg/f1=常值    (3-2)

即采用恒定的电动势频率比的控制方式。

    然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的阻抗压降，而认为定子相电压U1≈Eg，则得

   U1/f1=常值    (3-3)

这是恒压频比的控制方式。

    低频时，U1和Eg都较小，定子阻抗压降所占的份量就比较显著，不能再忽略。这时，可以人为地把电压U1抬高一些，以便近似地补偿定子压降。带定子压降补偿的恒压频比控制特性如图3-1中的曲线Ⅱ所示，无补偿的控制特性则为Ⅰ。

    Ⅰ-无补偿    Ⅱ-带定子压降补偿

    图3-1    恒压频比控制特性曲线

   (3)为了适应负载大小实现软起动。实际负载可被分为重、中、轻负载，重负载时起动电压可调得高一些，以保证有足够的起动电流；轻负载时则将电压调低，甚至从零开始，以节省能耗。

   (4)为了节能运行的目的。对于某些变负荷的机器，如水泵、风机等，当水流量或风量降低时，除可通过变频调速的手段降低频率外，还可进一步挖掘节能的潜力，即适当降低电压。当电压降低时输入功率便降了下来。由于功耗=电压×电流×时间，调压后功耗明显降低。