第1个回答 2020-02-18
在各种异步电动机调速控制系统中，目前效率最高、性能最好的系统是变压变频调速控制系统，一般简称为变频器。由于变频器使用方便、可靠性高，所以它成为现代自动控制系统的主要组成元件之一。
由电机学知识可知，定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势。三相异步电动机定子每相电动势的有效值为
E1=4.44kr1f1N1ΦM (1-1)
式中：E1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；kr1为与绕组结构有关的常数；ΦM为每极气隙磁通量，Wb。
由式(1-1)可知，如果定子每相电动势的有效值E1不变，改变定子频率时就会出现下面两种情况。
(1)如果f1大于电动机的额定频率f1N，那么气隙磁通量ΦM就会小于额定气隙磁通量ΦMN。其结果是：尽管电动机的铁芯没有得到充分利用是一种浪费，但是在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电动机。
(2)如果f1小于电动机的额定频率f1N，那么气隙磁通量．ΦM就会大于额定气隙磁通量ΦMN。其结果是：电动机的铁芯产生过饱和，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。
要实现变频调速，在不损坏电动机的条件下充分利用电动机铁芯，发挥电动机转矩的能力，最好在变频时保持每极磁通量ΦM为额定值不变。对于直流电动机，励磁系统是独立的，尽管存在电枢反应，但只要对电枢反应作适当的补偿，保持ΦM不变是很容易做到的。在交流异步电动机中，磁通是定子和转子磁动势合成产生的，保持磁通基本不变如下4种方式。
1.恒比例控制方式
由式(1-1)可知，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E1，使E1/f1=常数，即采用电动势与频率之比恒定的控制方式。然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1≈E1，则得
U1/f1=常数 (1-2)
这是恒压频比的控制方式。在恒压频比条件F改变频率时，可以证明机械特性基本上是平行下移的，如图1-1所示。这和他励直流变压调速的特性相似，所不同的是当转矩增大到最大值以后，特性曲线就折回来了。如果电动机在不同转速下都具有额定电流，则电动机都能在温升允许的条件下长期运行。这时转矩基本上随磁通变化，由于在基频以下调速时磁通恒定，所以转矩也恒定。根据电机与拖动原理，这种调速属于“恒转矩调速”的性质。低频时，U1和E1都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，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。
2．恒磁通控制方式
由式(1-1)可知，要在整个调速范围内实现恒磁通控制，必须按式(1-3)来进行控制 E1/f1=常数 (1-3)
式(1-3)是维持恒磁通（即维持最大转矩变频调速）的协助控制条件。但是，由于电动机的感应电动势E1难以测定和控制，所以实际应用中采用一种近似的恒磁通控制方法，具体做法是：当频率较高时，采用恒比例控制方式；当频率较低时，引入低频补偿，也就是通过控制环节，适当提高变频电源输出电压，以补偿低频时定子电阻上的压降，维持磁通不变，实现恒转矩控制。图1-2所示为各种补偿曲线，曲线1为无补偿时的U1与f1的关系曲线，曲线2～曲线4为有补偿时U1与f1的关系曲线。本回答被网友采纳