第1章
變頻調(diào)速與變頻器

1.1　三相異步電動機的兩種調(diào)速方式

當(dāng)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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與交流電源的頻率f和電動機的磁極對數(shù)p有如下關(guān)系：

n0=60f/p

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

n=（1?s）60f/p

由于轉(zhuǎn)差s很小，一般為0.01～0.05，為了計算方便，可認(rèn)為電動機的轉(zhuǎn)速近似為

n=60f/p

從上面的近似公式可以看出，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速n與交流電源的頻率f和電動機的磁極對數(shù)p有關(guān)，當(dāng)交流電源的頻率f發(fā)生改變時，電動機的轉(zhuǎn)速也會發(fā)生變化。通過改變交流電源的頻率來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的方法稱為變頻調(diào)速；通過改變電動機的磁極對數(shù)來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的方法稱為變極調(diào)速。

變極調(diào)速只適用于籠型異步電動機（不適用于繞線型轉(zhuǎn)子異步電動機），它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(shù)，從而實現(xiàn)變極調(diào)速。適合變極調(diào)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(diào)速方式只適用于結(jié)構(gòu)特殊的多速電動機，而且由一種速度轉(zhuǎn)換為另一種速度時，速度變化較大，采用變頻調(diào)速則可解決這些問題。如果對異步電動機進行變頻調(diào)速，需要用到專門的電氣設(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機，只要改變輸出交流電源的頻率就能改變電動機的轉(zhuǎn)速。由于變頻器輸出電源的頻率可連續(xù)變化，故電動機的轉(zhuǎn)速也可連續(xù)變化，從而實現(xiàn)電動機無級變速調(diào)節(jié)。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