一、概述
西西門(mén)子PLC代理產(chǎn)品有多種類(lèi)型，例如：西門(mén)子變頻器MM4系列，西門(mén)子變頻器SINAMICS系列。這些西門(mén)子變頻器是由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。本文下面對(duì)西門(mén)子變頻器控制電機(jī)的原理做一個(gè)分析，供用戶(hù)在調(diào)試過(guò)程中提供參考。
二、西門(mén)子變頻器控制電機(jī)的原理
1.當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低
通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱(chēng)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(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線(xiàn)性關(guān)系下降。
當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。
因此在額定頻率之上的調(diào)速稱(chēng)為恒功率調(diào)速.(P=Ue*Ie)
2.變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況
大家知道，對(duì)一個(gè)特定的電機(jī)來(lái)說(shuō)，其額定電壓和額定電流是不變的。
如變頻器和電機(jī)額定值都是：15kW/380V/30A，電機(jī)可以工作在50Hz以上。
當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí)，變頻器的輸出電壓為380V，電流為30A.這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz，變頻器的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(chēng)之為恒功率調(diào)速.
這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?
因?yàn)镻=wT(w:角速度，T:轉(zhuǎn)矩).因?yàn)镻不變，w增加了，所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。
我們還可以再換一個(gè)角度來(lái)看:
電機(jī)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(shì))
可以看出，U,I不變時(shí)，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(shí)，X會(huì)相應(yīng)減小
對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，T=K*I*X，(K:常數(shù)，I:電流，X:磁通)，因此轉(zhuǎn)矩T會(huì)跟著磁通X減小而減小.
同時(shí)，小于50Hz時(shí)，由于I*R很小，所以U/f=E/f不變時(shí)，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(guò)流能力來(lái)描述其過(guò)載(轉(zhuǎn)矩)能力.并稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-->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(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小.
3.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(jī)的電流不會(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。
環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)到周?chē)鷾囟缺容^低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值.
海拔高度：海拔高度增加，對(duì)散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮.以上每1000米降容5%就可以了.
三、總結(jié)
綜上所述，本文介紹了西門(mén)子變頻器控制電機(jī)的原理，并進(jìn)行了分析，用戶(hù)可以在了解原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)速控制，確保控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。如果用戶(hù)需要更多的了解和使用西門(mén)子變頻器，我們也會(huì)更好的提供相關(guān)技術(shù)支持。
