關于變頻電機的功率大小的選擇方式

編輯：西安西瑪電機網絡部　　發布時間：2022-05-22 10:25:52　　來源：西安電機廠

摘要：西瑪電機將簡要談談我對變頻電機性能的看法，主要從控制方式、E0選擇和溫升三個方面進行闡述。同時，為簡化分析，未考慮鐵芯飽和的影響。當匝數較小時，變頻電機的空載反電勢較低，橫向電抗也較低，電阻較小。此時，繞組接通后，繞組中的電流很大。

關于變頻電機的功率大小的選擇方式

無論是變頻電機還是其他電氣設備，其電輸出都由其電源電壓U和流經它的電流I的乘積決定。日常生活中提到的電機功率通常是指有用的功率，它是指在電機軸上傳遞的功率。今天，西安西瑪電機技術人員以變頻電機為例，簡要介紹了哪些因素主要與電機的性能有關。

首先，應該清楚的是，對于表面安裝變頻電機，電機可以輸出的功率（電磁功率）是空載反電勢E0和q軸電流Iq的乘積。接下來，西瑪電機將簡要談談我對變頻電機性能的看法，主要從控制方式、E0選擇和溫升三個方面進行闡述。同時，為簡化分析，未考慮鐵芯飽和的影響。

控制方式

對于表面安裝式變頻電機，id=0的控制表示最大轉矩電流比控制（如圖1a所示）。在輸出相同轉矩的情況下，該控制方法電流最小，銅耗最低，效率最高。在弱磁控制條件下（如圖1b所示），部分串聯電樞反應壓降取消E0，從而降低總電源電壓Us。


為了進一步比較兩種控制方法對電機輸出功率的影響，圖2顯示了在相同電機輸出扭矩的相同條件下兩種控制方法的電壓相量圖。


從圖中可以看出，在相同的q軸電流i.H.和相同的輸出轉矩下，id=0控制方法所需的電壓大于弱磁控制方法所需的電壓。換言之，如果變頻電機的電源電壓恒定，則當使用弱磁控制時，電機可以輸出的最大功率高于id=0控制。但在最大電壓以下，弱磁控制的電流大于id=0控制的電流，電機的運行效率低于id=0控制的運行效率。

2、空載反電勢E0

控制方法對電機性能的影響如上所述。接下來，在id=0的控制條件下，當電源電壓恒定時，將討論空載反電勢E0對輸出功率的影響。

從圖1可以看出，在id=0的條件下，電源電壓的壓降反映在三個方面：空載反電動勢E0、繞組電阻RsI的壓降和q軸電抗XqIq的壓降。這三個方面與匝數和鋼絲直徑密切相關。

確定電機鐵芯長度后，相繞組電阻R與每相串聯匝數成正比，空載反電勢也與每相串聯匝數成正比。

滿足



式中f為頻率，n為速度，φ為磁通量

正交軸的電感（電阻）與匝數的平方成正比，令人滿意



式中，C為漏抗系數，與繞組分布和槽尺寸有關。有關詳細信息，請參閱以下易懂的書。

了解這些，您可以談論E0對電機性能的影響。當匝數較小時，變頻電機的空載反電勢較低，橫向電抗也較低，電阻較小。此時，繞組接通后，繞組中的電流很大。隨著匝數的增加，電機的空載反電動勢、電抗和電阻也會增加。但繞組中的電流也相應減小。如上所述，電機的功率是空載反電動勢和電流I的乘積。這里有兩個極端的例子來定性分析恒定電源電壓下E0和輸出功率之間的關系。

電機的空載反電勢約為0（堵轉），空載反電勢無限接近電源電壓。由于漏抗的存在，前者的電流不是無限大的，因此輸出功率很低；后者的電流約為0，輸出功率也很低。在電流和開路反電動勢的中間，功率比兩種情況都大得多。兩端都是0，中間不是0，這很容易實現。隨著E0的增加，電機功率先增大后減小。E0的最合理值與電阻和漏抗密切相關，超出了本文的范圍。

3、溫升

在這一點上，一些讀者可能會想，是否可以通過以恒定E0增加電源電壓來增加電機的輸出功率？答案是肯定和否定！“是”的答案是因為增加電源電壓實際上可以增加電機的輸出功率，而“否”與限制西瑪電機性能的另一個因素有關-溫升。由于自身電阻的存在，繞組在接通后會產生焦耳熱。如果不能及時散熱，電機的整體溫度將升高。高溫加速絕緣老化，縮短電機壽命。隨著電壓的增加，繞組電流將繼續增加，產生的焦耳熱將繼續累積。超過限值后，整個電機將短路損壞。因此，不可能無限期地增加電壓以增加輸出功率。相反，可以通過減少損耗、改善散熱條件和提高絕緣材料的耐溫性來增加電機輸出。

總之，影響變頻電機輸出功率的主要因素大致可分為三類：控制響應、空載反電勢E0和電機加熱。各種選項組合在一起，以最大限度地提高西瑪電機的功率輸出。

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關鍵詞：變頻電機的功率

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