变频器恒压频比控制中调速特性及修正
解决变频器频率调节问题的六种方法
解决变频器频率调节问题的六种方法我们使用变频器目的，就是为了通过改变变频器的输出频率来改变电动机的转速。
如果变频器频率调不上去，而且假如硬件上没有什么损坏，一般是变频器输出的最大扭力小于负载提升扭力造成的，也就是变频器带负载能力不足。
此类情况，我们可以通过调节变频器的频率来解决，主要有以下六种方法。
1、V/F比值过大V/F比值过大，有些变频器也叫转矩提升，这个参数设定过大时，有时反而会造成无法正常启动，适当减少参数值可以解决该问题。
2、加速时间过短理论上，加速时间越长，带负载提升的能力越强。
设定加速时间过短，有时会显示变频器过流过载过热报警等。
但是有些情况则并不会显示报警，只是卡在某个频率段上不去。
3、设定最高频率和最大频率过低一般这两个参数都是设定为最大值的，但是不排除误操作导致这两个参数值被修改的情况，此时就会导致变频器无法提升频率。
4、矢量控制参数不匹配在矢量控制模式下，电机的内阻，电感等参数需要精密测量，和变频器的矢量参数需要配合好。
运行一段时间后，电机参数过热造成偏移，会造成电流过大而无法正常启动电机，频率可能也会卡在某个端点上。
面对这种情况，只要重新优化参数就可以解决问题。
5、参数需要根据一些特殊场合来配对有些场合最低频率不能设定过低，比如在恒压供水系统里边，最低频率设0Hz后，当水泵压力低下时，超过变频器的启动频率时变频器开始加速，压力始终加不上去，变频器频率怎么也加不到50Hz，维持在38Hz左右，反复设置和调节PID，始终频率上不去。
这种情况，则需要将变频器最低频率设置在15-20HZ左右，变频器的加速才能满足，且能将水泵恒压至某压力位置。
压力虽满足恒压要求，但当不用水时，变频器不能完全停止，需始终保持最低频率的速度。
这是因为在恒压供水系统中，变频器最低频率是不能设为0HZ的，一般最少在20HZ左右，这是由水泵的流量和扬程共同决定的。
解决的办法是设置休眠频率，当水泵不用水时的频率(比如说28HZ)运行若干分钟时，水泵休眠，当压力下降到比设定压力低0.2-0.4MP时，水泵启动。
变频变压调速
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统本章主要问题：1． 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？2． 交-直-交电压源型变频器调压、调频的有哪几种电路结构,并说明各种电压结构的优缺点。
3． SPWM 控制的思想是什么?4． 什么是1800导通型变频器？什么是1200导通型变频器？ 5． 电压、频率协调控制有几种控制方式，各有哪些特点？6． 在转速开环恒压频比控制系统中，绝对值单元GAB 的作用？函数发生器GFC 的作用？如何控制转速正反转。
7． 总结恒11U 、恒1ωg E 、恒1ωr E 三种控制方式的特点。
————————————————————————————————————————§6-1 交流调速的基本类型要求：掌握交流调速哪几种基本类型有以及各种调速方法的特点。
目的：能根据不同应用场合选择出相应的调速方式。
重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（交流调速的基本类型、变频调速的基本要求）思考： 1. 交流异步电动机调速的方式有哪几种？并写出各方式的优缺点？2. 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：交流调速的基本类型采用多媒体课件讲授，用大量的实例，说明几种类型的应用场合。
复习感应电动机转速表达式：)1(60)1(10s n f s n n p-=-=异步电动机调速方法：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧型变频调速：绕线式、笼：绕线式串级调速（转差电压）电磁转差离合器调转子电阻：绕线式、调压（定子电压）变转差率调速变极调速：笼型异步机异步电动机§6-2 变频调速的构成及基本要求目的、教学要求：掌握变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（变频调速的基本要求）思考：在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：教师从交流异步电动机的结构、工作原理出发，利用多媒体课件讲解。
什么是变频调速系统的恒压频比控制？
什么是变频调速系统的恒压频比控制？
恒压频比控制是变频调速系统中一种常用的控制方式，其目的是在变频调速过程中保持输出电压和频率之间的恒定比例关系。
在恒压频比控制中，通过调节变频器输出的电压和频率，以使输出电压与电网电压之间保持恒定的比例关系。
通常，以百分比的方式表示该比例关系，如电压百分比和频率百分比。
例如，如果恒压频比设置为80%，则在调速过程中，输出电压将与电网电压保持80%的比例，频率也与电网频率保持80%的比例。
恒压频比控制可以在变频调速系统中实现输出电压的稳定控制，具有以下优点：
1.稳定性：恒压频比控制可以实现输出电压稳定在一定的百
分比范围内，无论电网电压的变化，都可以保持恒定输出
电压。
这对于需要保持恒定电压的应用场景非常重要。
2.自适应性：恒压频比控制可以根据负载变化自适应地调整
输出电压和频率，以保持恒定压频比。
因此，无论负载增
加或减少，系统都能快速响应，确保稳定的工作。
3.能耗优化：通过恒压频比控制，可以根据实际需要调整输
出电压和频率，以实现能耗的优化。
通过降低输出电压和
频率，可以达到节省能源的效果。
总之，恒压频比控制在变频调速系统中通过调整输出电压和频
率的比例关系来实现恒定的输出电压，具有稳定性、自适应性和能耗优化的特点，适用于需要保持恒定电压的应用场景，如工业生产中的电机调速控制等。
变频器的基本原理及调试方法讲解
变频器的基本原理及调试方法讲解变频器的基本原理及调试方法讲解1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。
把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。
变频器也可用于家电产品。
变频器的六大调速方法
电动机知识变频器的六大调速方法1.变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
变频调速分为基频以下调速和基频以上调速，基频以下调速属于恒转矩调速方式，基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
变频器调速原理及调速方法3.绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
恒压频比变频调速原理
恒压频比变频调速原理恒压频比变频调速是一种常用的调速方式，广泛应用于工业生产中的电机调速控制系统中。
通过恒压频比变频调速，可以实现电机的高效率、高稳定性的运行，提高工作效率，降低能耗。
基本原理恒压频比变频调速的基本原理是利用变频器（频率转换器）对电机的供电频率进行调节，从而改变电机的转速。
为了实现恒压频比变频调速，需要知道以下几个基本参数：1.电网电压：供电变频器的输入电压。
2.电网频率：供电变频器的输入频率。
3.电机额定频率：电机的额定运行频率。
4.电机额定电压：电机的额定运行电压。
恒压频比变频调速的原理是将电机的供电频率与电压之间的比值（频比）保持恒定。
在调速的过程中，变频器会根据电机的负载要求，调整输出频率和电压，使得电机的转速能够保持在设定值附近。
恒压频比变频调速的主要步骤如下：1.测量电机的运行频率和电压。
2.根据电机的负载要求，调整变频器的输出频率和电压。
3.监测电机的运行状态，如电流、转速等。
4.根据监测结果，及时调整变频器的输出频率和电压，使电机的运行状态维持在设定范围内。
通过不断调整变频器的输出频率和电压，恒压频比变频调速可以使电机的转速精确控制在设定值附近，实现电机的高效率、稳定性运行。
恒压频比变频调速原理的优势恒压频比变频调速在工业生产中具有如下优势：1.灵活性高：恒压频比变频调速可以根据电机的负载要求，实时调整输出频率和电压，使得电机能够适应不同的工况需求，提高生产效率。
2.节能减排：恒压频比变频调速可以根据电机的负载变化，调整输出频率和电压，提高电机的运行效率，降低能耗，减少对环境的影响。
3.保护电机：恒压频比变频调速可以监测电机的运行状态，及时调整输出频率和电压，避免电机因过载、过热等原因损坏，延长电机的使用寿命。
4.控制精度高：恒压频比变频调速可以精确控制电机的转速，在不同的工况下保持稳定，提高产品质量和生产效率。
恒压频比变频调速的应用恒压频比变频调速广泛应用于各种工业生产中，特别是对于负载变化较大、对转速精度要求较高的设备，如风机、水泵、压缩机等。
什么是变频器的恒压频比控制
在额定频率以下,如果电压一定而只降低频率,那么气隙磁通就要过大,造成磁路饱与,严重时烧毁电动机。
因此为了保持气隙磁通不变,就要求在降低供电频率的同时降低输出电压,保持u/f=常数,即保持电压与频率之比为常数进行控制。
这种控制方式为恒压频比控制方式,又称恒磁通控制方式。
在额定频率以下,磁通恒定时转矩也恒定,因此,属于恒转矩调速。
U/f控制方式有三点不足之处:一、这种控制方式很难根据负载转矩的变化恰当的调整电动机转矩。
特别就是低速时,由于定子阻抗压降随负载转矩变化,当负载较重时可能补偿不足,当负载过轻时又可能造成过补偿,造成磁路饱与。
这都可能引起变频器过电流跳闸。
二、U/f控制方式无法准确控制交流电机的实际转速。
因为变频器的频率设定值均为定子频率,即电动机的同步频率,但就是电动机的转差率随着负载的变化波动,所以电动机的实际转速也随之变化,故这种方式的速度静态稳定性不高,不适于对速度要求较高的拖动系统。
三、U/f控制方式在转速很低时,转矩不足。
基频向下调速,希望保持磁通不变。
从公式U=E=4、44*f*N*Φ瞧出,磁通正比与E/f(近似正比与U/f),所以保持E/f(U/f)的比值不变,就可以保证磁通不变。
基频向上调速时候,因为电压不能再升了,所以可以瞧成弱磁调速。
先来瞧一下异步电动机的电磁转矩公式:T em = CT1Φm I2 cosφ2式中CT1 ——转矩系数;Φm ——主磁通,T;I2 ——转子电流,A;cosφ2 ——转子侧功率因数。
可以瞧出,电动机的电磁转矩正比于磁通Φm与转子侧电流的有功分量I2cosφ2 。
但对于异步电动机来说,转子电流就是非外部控制量,所以只能通过改变磁通Φm来改变异步电动机的电磁转矩。
对于拖动系统,最合理的利用电动机的出力就是首先要考虑的,由异步电动机的额定电压与额定频率必然可以推导出一个电动机的额定磁通Φ。
根据公式:U ≈E = 4、44 f N Φ;式中N ——线圈匝数;f ——电源频率;E ——电源电势;Φ——线圈磁通。
变频器的六大调速方法
电动机知识变频器的六大调速方法1.变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
变频调速分为基频以下调速和基频以上调速，基频以下调速属于恒转矩调速方式，基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
变频器调速原理及调速方法3.绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
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变频器恒压频比控制中调速特性及修正
【摘要】本文从变频器的恒压频比控制原理入手，通过对其机械特性的分析，提出实际应用中实现转矩提升的修正方法，供读者参考。
【关键词】变频器；恒压频比；机械特性；转矩提升
变频器问世之前，在需要进行调速控制的拖动系统中基本上都是采用直流电机。
随着电力电子技术的不断发展，通过变频技术改变交流电的频率和电压来实现对交流电机的平滑调速成为可能。
如今，变频器凭借其低功耗、高效率、控制电路简单等优点，成为了电气传动控制系统中的重要组成部分。
目前，变频器主要的控制方式包括：恒压频比控制（恒控制）、转差频率控制（SFC）、矢量控制（VC）和直接转矩控制（DTC）等方式。
其中，恒控制作为最基本的变频调速控制方式，广泛应用于各行各业的交流电机调速系统中。
但是，这种控制方式也有其不足之处，在实际应用中应该引起足够的重视，并通过正确的方法对其予以修正。
1 恒控制原理
由于三相异步电动机的转速，在电机磁极对数和转差率s一定时，则有，即电机转速正比于电源频率。
由此可见，只要平滑地改变三相异步电动机的电源频率，就可使电机的转速得到平滑调节。
但事实上，仅仅依靠改变电源频率并不能实现对电机的正常无极调速。
对于三相异步电机而言，每相定子绕组的反电动势为。
式中，为电源频率，为每极气隙主磁通量。
如果电机一旦选定，其结构常数和定子绕组匝数也就确定了，即为一常数，则有。
在额定频率（=）时，由于电源电压U1？U，在忽略电动机定子绕组压降VU的情况下，则有U1=E1+VU≈E1∝。
由此可见，若使电机定子绕组电压U1恒定，则E1也恒定，那么改变电机的电源频率必将引起主磁通的相应变化。
如果主磁通太弱，就不能充分利用电机的铁芯，是对电机的浪费；如果主磁通过大，又会使铁芯过饱和，这将使励磁电流急剧升高，从而使铁芯损耗急剧增加，线圈绕组过热，导致电动机不能正常工作，甚至损毁。
由此可见，在变频调速时单纯调节电源频率是行不通的。
因此，对三相异步电动机进行调速时，通常希望使主磁通保持恒定。
这样，对于基频以下（）的调速，由U1≈E1∝，可得U1/≈E1/=常数，即在电源频率下调时，还需要同步下调电动机的定子绕组反电动势E1。
但是，由于E1不便于直接检测和调节，在实际操作中通常同步下调与E1近似相等的电源电压U1，以使电机气隙磁通保持相对恒定，这就是变频器的恒压频比控制方式，即恒控制。
2 变频器恒控制方式的机械特性及存在的问题
在恒控制方式下，通过变频器改变电源频率，则异步电动机的电磁转矩T
和转速之间的函数关系，就称为变频器恒控制方式下电动机的机械特性。
频率调节通常是相对于电动机的额定频率的，调频频率则为，其中称为调频比。
当＞1时，称为基频以上的调频，如果要保持恒定，则当提高电源频率的同时必然提高电源电压，但是由于电动机工作电压不允许超过其额定电压，显然此时电动机压频比就不能再保持恒定了，由此可见，基频以上的调频不适合使用恒控制方式。
当＜1时，称为基频以下的调频，降低电源频率的同时也降低电源电压，以使保持恒定，实现恒压频比控制，变频后电动机的机械特性曲线如图1所示。
从图1中的各条机械特性曲线可见：①虽然电源频率不同，但是各机械特性曲线的斜率基本是一致的，机械特性较硬。
②从额定频率向下变频时，电动机的同步转速和临界电磁转矩均逐渐减小。
当下调幅度较小时，调频比接近于1，减小很少，可认为≈（如图1中的曲线）；当下调幅度较大时，调频比接近于0，急剧减小，可认为=（如图1中的曲线）。
这也正是问题所在，即在低频时，的大幅减小将严重影响电动机在低速时的带负荷能力，必须加以修正。
3 对基频以下变频调速机械特性的修正
3.1临界电磁转矩减小的原因
在恒控制方式下进行基频以下（）的变频调速时，由于为了防止电动机铁芯主磁通过饱和，必须保证≈E1/=常数，而定子绕组的反电动势E1本身不便于直接检测和调节，所以就要以忽略电动机定子绕组阻抗压降VU为代价，用对电源电压U1的调节来近似代替对反电动势E1的调节。
当频率下调幅度较小时，电源电压U1下降的幅度也很小，VU在U1中的比重就小，因忽略VU对电动机电磁转矩T带来的影响并不大。
但随着频率下调的幅度较来越大，电源电压U1下降的幅度也大幅增加，而VU的变化并不大，这就使VU在U1中的比重越来越大，此时若再忽略VU而继续保持恒定就会引起很大的误差，即使得E1/的比值不断减小，主磁通也随之减小，从而引起临界电磁转矩的减小。
3.2低频时电动机的转矩提升
根据上述分析，针对低频时电动机主磁通和临界电磁转矩下降严重的问题，可以通过适当提高调压比（），使＞，即通过提高电源电压U1，使定子绕组反电动势E1也得到适当提高，从而保证低频时E1/的比值仍然恒定，最终使电动机的主磁通和临界电磁转矩得到补偿。
这种补偿方式称为电压补偿或转矩提升。
经过电压补偿后，电动机在低频时的机械特性得到改善，临界电磁转矩大幅提高，其机械特性曲线如图2所示。
需要指出的是，电压补偿的量并非越大越好。
应该通过适当提高电源电压U1使得低频时的临界电磁转矩与额定频率时的临界电磁转矩相等，以保证电动机在低频时具有相同的过载能力，这种补偿方式称为完全补偿。
如果低频时的选择不当，使得电压补偿过多，造成E1/过大，从而使电机主磁通过大，引起电动
机铁芯过饱和，导致励磁电流峰值增大，电动机绕组线圈过热，严重时可能会使变频器因过电流而跳闸。
综上所述，低频时的切不可盲目取大，应根据实际的情况适当选取控制曲线。
4 结束语
实践证明，通过电压完全补偿来修正低频时电动机的机械特性曲线是行之有效的方法，但在负荷变化较大的拖动系统中，会不可避免的出现轻载时过补偿的问题。
为此，一些高性能的变频器还设置了自动转矩补偿功能，但“自动比设定”功能在实际应用中的运行情况也并不理想。
随着变频器技术的不断发展，相信恒控制中的过补偿问题将会有更好的解决方案。
【参考文献】
[1] 王廷才.变频器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2] 孙鹤旭,董砚,郑易.电气传动与变频技术[M].北京:化学工业出版社,2011.
[3] 黎冰.变频器实用手册[M].北京:化学工业出版社,2011.
[4] 富士电机系统株式会社.FRENIC 5000G11S/P11S.。