變頻器是當(dāng)代機械設(shè)備工作上常用到的設(shè)備被之一，其主要作用是來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，那么變頻器控制電機轉(zhuǎn)速的方法有哪些?常見的有恒壓頻比調(diào)速、轉(zhuǎn)差頻率調(diào)速、矢量調(diào)速等，具體介紹如下:
1. 電機的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變?
電機旋轉(zhuǎn)速度單位：r/min 每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.
例如：2極電機 50Hz 3000 [r/min]
4極電機 50Hz 1500 [r/min]
結(jié)論：電機的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例
感應(yīng)式交流電機(以后簡稱為電機)的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機的極數(shù)和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值(為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6)，所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機的速度。
另外，頻率能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，這樣電機的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。
因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。
n = 60f/p
n: 同步速度
f: 電源頻率
p: 電機極對數(shù)
結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法
如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出于過電壓(過勵磁)，導(dǎo)致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機的額定電壓。
例如：為了使電機的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V
2. 當(dāng)電機的旋轉(zhuǎn)速度(頻率)改變時，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣?
變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動。
電機在工頻電源供電時起動和加速沖擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動會產(chǎn)生一個大的起動起動電流。而當(dāng)使用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機起動電流和沖擊要小些。
通常，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小(速度降低)而減小。減小的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。
通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。
3. 當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩將降低
通常的電機是按50Hz電壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (T=Te, P<=Pe)
變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。
當(dāng)電機以大于50Hz頻率速度運行時，電機負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足。
舉例：電機在100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。
因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速。(P=Ue*Ie)
4. 變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況
大家知道，對一個特定的電機來說，其額定電壓和額定電流是不變的。 如變頻器和電機額定值都是：15kW/380V/30A，電機可以工作在50Hz以上。
當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時，變頻器的輸出電壓為380V，電流為30A。這時如果增大輸出頻率到60Hz，變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A，很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速。
這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢? 因為P=wT (w：角速度, T：轉(zhuǎn)矩)。因為P不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小。
我們還可以再換一個角度來看：電機的定子電壓 U = E + I*R (I為電流，R為電子電阻, E為感應(yīng)電勢) 可以看出，U、I不變時，E也不變。而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通)，所以當(dāng)f由50-->60Hz時, X會相應(yīng)減小
對于電機來說，T=K*I*X(K：常數(shù)， I：電流，X：磁通)，因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小。同時, 小于50Hz時，由于I*R很小，所以U/f=E/f不變時，磁通(X)為常數(shù)，轉(zhuǎn)矩T和電流成正比。這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力。 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->最大轉(zhuǎn)矩不變)
結(jié)論：當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩會減小。
5、其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素
發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載波頻率：一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以高載波頻率，高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率，電機的電流不會受到影響，但元器件的發(fā)熱會減小。
環(huán)境溫度：它不像增加逆變器的保護電流值，因為它檢測到環(huán)境溫度低。
海拔高度：海拔高度增加，對散熱和隔熱性能有影響。 一般不到1000米可以忽略不計。 每1000米可以使用5%以上。
