第1章
變頻調(diào)速與變頻器

1.1　三相異步電動(dòng)機(jī)的兩種調(diào)速方式

當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入三相交流電后，定子繞組會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0與交流電源的頻率f和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p有如下關(guān)系：

n0=60f/p

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度n（即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n0（又稱(chēng)同步轉(zhuǎn)速），兩者的轉(zhuǎn)速差稱(chēng)為轉(zhuǎn)差s，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為

n=（1?s）60f/p

由于轉(zhuǎn)差s很小，一般為0.01～0.05，為了計(jì)算方便，可認(rèn)為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與交流電源的頻率f和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p有關(guān)，當(dāng)交流電源的頻率f發(fā)生改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)改變交流電源的頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法稱(chēng)為變頻調(diào)速；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法稱(chēng)為變極調(diào)速。

變極調(diào)速只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)（不適用于繞線型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)），它通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)變極調(diào)速。適合變極調(diào)速的電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為多速電動(dòng)機(jī)。常見(jiàn)的多速電動(dòng)機(jī)有雙速電動(dòng)機(jī)、三速電動(dòng)機(jī)和四速電動(dòng)機(jī)等。

變極調(diào)速方式只適用于結(jié)構(gòu)特殊的多速電動(dòng)機(jī)，而且由一種速度轉(zhuǎn)換為另一種速度時(shí)，速度變化較大，采用變頻調(diào)速則可解決這些問(wèn)題。如果對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，需要用到專(zhuān)門(mén)的電氣設(shè)備——變頻器。變頻器先將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源再提供給電動(dòng)機(jī)，只要改變輸出交流電源的頻率就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于變頻器輸出電源的頻率可連續(xù)變化，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也可連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)。圖1-1列出了幾種常見(jiàn)的變頻器。

圖1-1　幾種常見(jiàn)的變頻器