第1章 變頻調速與變頻器的基本結構原理

1.1 異步電動機的兩種調速方式

當三相異步電動機定子繞組通入三相交流電后，定子繞組會產生旋轉磁場，旋轉磁場的轉速n0與交流電源的頻率f和電動機的磁極對數p有如下關系：

n0=60f/p

電動機轉子的旋轉速度n（即電動機的轉速）略低于旋轉磁場的旋轉速度n0（又稱同步轉速），兩者的轉速差稱為轉差s，電動機的轉速為：

n=(1?s)60f/p

由于轉差s很小，一般為0.01～0.05，為了計算方便，可將電動機的轉速近似為：

n=60f/p

從上面的近似公式可以看出，三相異步電動機的轉速n與交流電源的頻率f和電動機的磁極對數p有關，當交流電源的頻率f發生改變時，電動機的轉速會發生變化。通過改變交流電源的頻率來調節電動機轉速的方法稱為變頻調速；通過改變電動機的磁極對數p來調節電動機轉速的方法稱為變極調速。

變極調速只適用于籠型異步電動機（不適用于繞線型轉子異步電動機），它是通過改變電動機定子繞組的連接方式來改變電動機的磁極對數，從而實現變極調速。適合變極調速的電動機稱為多速電動機，常見的多速電動機有雙速電動機、三速電動機和四速電動機等。

變極調速方式只適用于結構特殊的多速電動機，而且由一種速度轉變為另一種速度時，速度變化較大，采用變頻調速則可解決這些問題。如果對異步電動機進行變頻調速，需要用到專門的電氣設備——變頻器。變頻器先將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉換成頻率可變的交流電源并提供給電動機，只要改變輸出交流電源的頻率就能改變電動機的轉速。由于變頻器輸出電源的頻率可連接變化，故電動機的轉速也可連續變化，從而實現電動機無級變速調節。圖1-1列出了幾種常見的變頻器。

圖1-1 幾種常見的變頻器