变频器vf控制有啥弊端 F控制模式的相关问题详解

上一节我们详细讨论了变频器减速机电机之间的转矩和转速的关系，今天我们说下采用变频器V/F模式控制电机的相关问题的说明，什么是V/F控制，V/F控制的缺点，相关公式的解释。

变频器

V/F是变频器传统的控制方式，变频器最常见的控制模式，先从字面上说下V/F是什么，V表示电源电压，F表示电源的频率。在异步电机的调速中有一个变量很重要就是磁通，一定要满足磁通的稳定或者说要求电机的气隙磁通处于高效状态，因为励磁不足电机无法输出足够的转矩，励磁过高出现磁饱和，影响电机高效安全运行。这里看一个公式E=K*F*Φ,其中E为感应电动势，K是系数，F是频率，Φ是磁通，从公式中发现为了满足磁通Φ=E/KF不变，就需要保持感应电动势与电源频率的比值不变，这就是V/F控制方式的基本原理。严格来说不是V/F控制方式而是E/F控制，这是为什么呢，在实际测量中感应电动势E因为不能直接别测量出来，而根据V=E Ed,在忽略定子压降的情况下，我们可以认为V≈E。

上节我们说了变频器采用V/F是恒转矩调速模式，这里我说下电机输出转矩T=K1ΦIa，K1是电磁转矩系数，Ia是电枢电流，当电机拖动恒转矩负载工作时，T=TL(负载转矩)恒定，我们分析下在工频以上和工频以下输出转矩，在工频50Hz以下，属于恒转矩调速，由公式P=T*N此时的输出功率随着频率的提高而提高，当超过50Hz后，功率达到最大值不可能无限提高了，次数就属于恒功率调速，转矩就随着转速的升高而降低。

电机功率、转矩、频率关系

下面我们具体看下在低频段和高频段变频器控制电机调速的情况，由V/F模式看出，在低频段电源的输出电压时很低的，根据公式V=E Ed，这时候这个定子压降ED就不能忽略了，因此V和E的差距不在很小了，这就造成了磁通Φ偏小属于弱磁区域，由公式T=K1ΦIa，此时输出的转矩就会变小，造成变频器低速控制电机出现转矩不足过载的现象。这时候就需要对电源输出电压V进行补偿保持磁通大小。高频段上面也说了超过工频输出转矩也会降低。

因此在使用变频器调速时尽量避免在低频段运行，如果电机需要经常低速，可以采用减速机进行降速，同时提高转矩。