三相笼型异步电动机的变频调速

    表面看来，只要改变定子电压的频率就可以调节转速大小了，但事实上只改变频率并不能正常调速。因为如果电源的电压不变，只改变电源的频率，会使电动机气隙磁通增大，超过额定值而饱和，使电动机铁芯损耗急剧增加，引起电动机过热，甚至烧坏电动机绕组。所以，在真正应用变频调速时，一般需要同时成比例地改变电压和频率，以保持磁通基本恒定。

    三相异步电动机定子绕组每相电动势的有效值公式如下：

   E1=4. 44K1N1f1Φm    （1-1）

式中，E1为定子绕组的感应电动势有效值；K1为定子绕组的绕组系数，K1<1；N1为定子每相绕组的匝数；f1为定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率；Φm为主磁通。

    由此可知，只要控制好E1和f1，便可达到控制气隙磁通Φm；的目的，对此，需要考虑基频以下与基频以上两种情况。

   1)基频以下调速

    由式(1-1)可知，若要保持气隙磁通Φm不变．则当频率从基频(50Hz)向下调节(f< 50Hz)时，必须同时降低E1，使E1/f1=常数，即采用恒定的电动势、频率比的控制方式。然而，定子绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的阻抗压降，认为定子的电压U1≈E1，则得U1/f1=常数，这是恒压频比的控制方式。

    低频时，U1和E1较小，定子阻抗压降不能忽略。这时，可人为地把电压U1抬高一些，以便近似地补偿定子压降。无补偿的恒压频比控制特性如图1-8中的曲线a所示，带定子电压补偿的恒压频比控制特性如图1-8中的曲线b所示。

   2)基频以上调速

    基频以上调速时，频率f1可以由基频向上增加，但电压U1却不能增大得比额定值U1N还高。由式(1-1)可知，保持U1N≈E1，只能使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电动机弱磁升速的情况。

    把上述两种情况结合起来，可得图1-9所示的异步电动机变频调速控制特性。在基频以下，属于恒转矩调速的性质；在基频以上，属于恒功率调速的性质。

    图1-8    恒压频比控制特性

    图1-9    异步电动机的变频调速控制特性

    艾特贸易网提示：

    成比例改变异步电动机电源的频率、电压，能实现交流无级调速，调速平滑性好、调速范围广、精度高，对电网无冲击。因此，变频调速技术将会得到更加广泛、普遍的应用。

    由上面的讨论可知，三相笼型异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频装置获得电压频率均可调节的供电电源，实现所谓VVVF（变压变频）调速控制。