我們都知道逆變電源是電氣工作中應該掌握的一項技術，利用逆變電源控制電機是電氣控制中常用的方法;有些還需要熟練使用。

　　逆變電源控制電機頻率可調節多少

　　首先，為什么要用逆變電源控制一個電機?

　　我們先簡單看一下這兩款設備。

　　電機是感性負載，它抵抗電流的變化，啟動時會產生較大的電流變化。

　　逆變電源是利用功率半導體器件的開關功能將工頻電源轉換成另一頻率的功率控制裝置。主要由兩部分電路組成，一是主電路(整流模塊、電解電容、逆變模塊)，二是控制電路(開關電源板、控制電路板)。

　　為了降低電機的啟動電流，尤其是功率較大的電機，功率越大，啟動電流越大，啟動電流過大會給供配電網帶來較大的負擔，而逆變電源可以解決這個啟動問題，讓電機平穩啟動，不會造成啟動電流過大。

　　使用逆變電源的另一個功能是調節電機的速度。在很多場合，需要控制電機的轉速來獲得更好的生產效率，而逆變電源調速一直是其最大的亮點。逆變電源改變電源的頻率，達到控制電機轉速的目的。

　　逆變電源控制方式有哪些?

　　逆變電源控制電機最常用的五種方式如下:

　　低壓通用變頻輸出電壓380-650V，輸出功率0.75-400kW，工作頻率0-400Hz，主電路采用交流-DC-交流電路。其控制方式經歷了以下四代。

　　1U/f=C正弦脈寬調制(SPWM)控制方法

　　其特點是控制電路結構簡單，成本低，機械性能和硬度好，能滿足一般傳動的平滑調速要求，已廣泛應用于工業的各個領域。但是，在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩會受到定子電阻壓降的顯著影響，從而降低最大輸出轉矩。

　　另外，它的機械特性畢竟不如DC電機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能不盡如人意，系統性能不高，控制曲線會隨著負載的變化而變化，轉矩響應慢，電機旋轉。轉矩利用率不高，低速時由于定子電阻和逆變器死區效應的存在，性能下降，穩定性變差。因此，人們研究了矢量控制變頻調速。

　　電壓空間矢量控制方法

　　它以三相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目標。

　　經過實際使用，得到了改進，即頻率補償的引入可以消除速度控制的誤差;反饋估計磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響;輸出電壓和電流為閉環，以提高動態精度和性能。穩定。但是控制回路多，沒有引入轉矩調節，系統性能沒有得到根本提升。

　　矢量控制方法

　　矢量控制變頻調速的方法是將異步電動機在三相坐標系中的定子電流Ia、Ib、Ic通過三相-兩相變換轉換成兩相靜止坐標系中的交流電流Ia1Ib1，再根據轉子磁場的定向旋轉變換通過，它相當于同步旋轉坐標系中的DC電流Im1、It1(Im1相當于DC電機的勵磁電流;It1相當于與轉矩成比例的電樞電流)，然后模仿DC電機的控制方法是獲得DC電機的控制量，通過相應的坐標逆變換，實現對異步電機的控制。

　　其本質是交流電機相當于DC電機，速度和磁場兩個分量獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流得到轉矩和磁場兩個分量，通過坐標變換，實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。但在實際應用中，由于難以精確觀測轉子磁鏈，系統特性受電機參數影響較大，等效DC電機控制過程中使用的矢量旋轉變換復雜，使得實際控制效果難以達到理想分析。結果。

　　直接轉矩控制(DTC)方法

　　1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授首先提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了矢量控制的上述缺點，以新穎的控制思想、簡潔明了的系統結構、優良的動靜態性能得到了迅速發展。

　　目前，該技術已成功應用于電力機車牽引的大功率交流傳動。直接轉矩控制直接分析交流電機在定子坐標系中的數學模型，控制電機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電機等效為DC電機，從而消除了矢量旋轉變換中的許多復雜計算;它不需要模仿DC電機的控制，也不需要為了解耦而簡化交流電機的數學模型。

　　矩陣交換-交換控制模式

　　VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是各種交流-DC-交流變頻。常見的缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，DC電路需要較大的儲能電容，再生能量無法回饋電網，即無法進行四象限運行。

　　為此，矩陣式交-交變頻應運而生。因為矩陣AC-AC頻率轉換消除了中間的DC環節，從而消除了對龐大且昂貴的電解電容器的需要。它可以實現1的功率因數，輸入電流為正弦，可以工作在四個象限，系統的功率密度大。雖然技術尚未成熟，但仍然吸引了許多學者深入研究。其本質不是間接控制電流、磁鏈等。，而是將轉矩直接實現為受控量。

　　具體方法是:

　　控制定子磁鏈，引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器模式;

　　自動識別(ID)依靠精確的電機數學模型自動識別電機參數;

　　計算定子阻抗、互感、磁飽和系數、慣量等對應的實際值。計算實際轉矩、定子磁鏈和轉子速度，用于實時控制;

　　根據磁鏈和轉矩的帶通控制，實現帶通控制，產生PWM信號控制逆變器的開關狀態。

　　矩陣式交交變頻，轉矩響應快(< 2ms)，速度精度高(2%，無PG反饋)，轉矩精度高(+3%);同時，它還具有較高的啟動扭矩和較高的扭矩精度，特別是在低速(包括0速)時，它可以輸出150%至200%的扭矩。

　　逆變電源是如何控制電機的?兩者是如何連線的?

　　逆變器控制電機的接線比較簡單，類似于接觸器的接線。三根主供電線進然后出到電機，但是提到了設置，控制逆變電源的方式也不一樣。

　　首先，我們來看看逆變器的端子。雖然品牌很多，接線方式也不一樣，但是大部分逆變器的端子也差不多。一般分為正反轉開關輸入，用來控制電機的正反轉。反饋端子用于反饋電機的運行狀態，包括運行頻率、速度、故障狀態等。對于速度給定控制，有的逆變電源用電位器，有的直接用按鈕，但都沒用。

　　它由物理布線控制。另一種方法是通過通信網絡。許多逆變器現在支持通信控制。通過這條通訊線，可以控制電機的啟停、正反轉、調節速度等。，并同時反饋。信息也通過通信傳輸。

　　當電機的轉速(頻率)發生變化時，其輸出轉矩會發生什么變化?

　　逆變器驅動時的起動轉矩和最大轉矩小于直接工頻電源驅動時的起動轉矩和最大轉矩。

　　當電機采用工頻電源供電時，起動和加速沖擊較大，而采用逆變電源供電時，這些沖擊較弱。工頻直接起動會產生很大的起動電流。使用逆變電源時，逆變電源的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機的啟動電流和沖擊要小一些。

　　通常，電機產生的扭矩隨著頻率的降低而降低(速度降低)。一些逆變電源手冊中描述了減少的實際數據。

　　通過使用磁通矢量控制的逆變器，電機低速時轉矩不足的情況將得到改善，電機即使在低速區也能輸出足夠的轉矩。

　　當逆變電源調整到大于50Hz的頻率時，電機的輸出扭矩將會降低

　　通常的電機是按照50Hz電壓設計制造的，其額定轉矩也是在這個電壓范圍內給出的。因此，低于額定頻率的調速稱為恒轉矩調速。(T=Te，P<=Pe)

　　當逆變器的輸出頻率大于50Hz時，電機產生的轉矩應與頻率成反比地線性下降。

　　當電機以大于50Hz的頻率運行時，必須考慮電機負載的大小，以防止電機輸出扭矩不足。

　　例如，電機在100赫茲時產生的扭矩減少到50赫茲時產生的扭矩的大約1/2。

　　因此，額定頻率以上的調速稱為恒功率調速。(P=Ue*Ie)

　　50Hz以上逆變電源的應用

　　眾所周知，對于特定的電機，其額定電壓和額定電流是恒定的。

　　如果逆變電源和電機的額定值都是:15kW/380V/30A，電機可以工作在50Hz以上。

　　速度為50Hz時，逆變器輸出電壓為380V，電流為30A。此時，如果輸出頻率提高到60Hz，逆變器的最大輸出電壓和電流只能是380V/30A。顯然，輸出功率保持不變，所以我們稱之為恒功率調速。

　　此時扭矩如何?

　　因為P = wT(w;角速度，T:扭矩)，因為P不變，w增大，所以扭矩會相應減小。

　　我們也可以從另一個角度來看:

　　電機的定子電壓U=E+I*R (I為電流，R為電阻，E為感應電勢)

　　可以看出，當U和I不變時，E也不變。

　　而E=k*f*X (k:常數;f:頻率;X:磁通量)，所以當f從50 - >60Hz時，X會相應減小

　　對于電機，T=K*I*X (K:常數;I:當前;X:磁通量)，所以轉矩T會隨著磁通量X的減小而減小

　　同時，在小于50Hz時，由于I*R很小，當U/f=E/f不變時，磁通(X)也不變。轉矩T與電流成正比。這就是為什么逆變電源的過載(轉矩)能力通常用其過流能力來描述，稱之為恒轉矩調速(額定電流不變->最大轉矩不變)

　　結論:當逆變器的輸出頻率從50Hz以上增加時，電機的輸出轉矩將會降低

　　與輸出扭矩相關的其他因素

　　加熱和冷卻能力決定了逆變器的輸出電流能力，從而影響逆變器的輸出轉矩能力。

　　載波頻率:一般情況下，逆變電源的額定電流是以最高載波頻率為基準的，可以保證在最高環境溫度下連續輸出。如果載波頻率降低，電機的電流不會受到影響。然而，部件的發熱將會減少。

　　環境溫度:就像逆變電源保護電流值不會在檢測到環境溫度相對較低時增加。

　　海拔:海拔升高對散熱和隔熱性能都有影響。一般1000m以下可以忽略，1000m以上每減少5%的容量。

　　逆變電源控制電機的合適頻率是多少?

　　在上面的整理中，我們已經了解了為什么要用逆變電源來控制電機，以及逆變電源是如何控制電機的。逆變電源控制電機，總結起來就是兩點:一是逆變電源控制電機的啟動電壓和頻率;它實現了平滑啟動和平滑停止;第二種是用逆變電源調節電機的速度，通過改變頻率來調節電機的速度。。

　　對于感應電機，調速的最大速度限制不是逆變電源。對于普通逆變電源，V/F模式下的最高工作頻率不會低于400Hz。比如西門子的逆變電源是600Hz矢量控制，最高運行頻率限制為200hz-300hz;伺服控制的最高工作頻率會更高。所以樓主想把感應電機的調速提高到100Hz，在逆變電源方面沒有懸念和疑問。

　　完全沒有技術壁壘。感應電動機的機械結構，如轉子，是鼠籠式結構。因此，其機械強度與電機的最大設計轉速有關。速度越高，機械離心力越大。以速度為準，其機械強度不會是無限的。感應電機的轉子軸承也有最大速度限制。所以對于高估標的高速運行，需要了解轉子軸承的最高轉速限制，只要符合要求就可以使用;感應電機轉子的動平衡調試和調諧，制造商也不可能超出自己的設計參數進行調試和驗證。

　　通常檢查動平衡，以滿足電機在工廠校準的最大速度。嗯，總而言之，感應電機變頻控制，如果應用超頻的話。第一是與所用感應電機的制造商核實一下，看看這是否可行。或者干脆提出自己的要求，定制電機。

　　為了確保最高速度下的可靠性另外，如果不是自己解決這些問題，應該先確定電機轉子的動平衡測試，再確認軸承的極限轉速;如果超過了高速軸承，就需要更換高速軸承來滿足場地的需要。

　　另外，散熱問題也要考慮。最后，根據經驗，如果要運行100Hz以內的感應電機，100kW以內的中小功率感應電機應該相對可以接受。如果超過100kW及以上，最好定制。不要選擇正規的仿制藥。

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