我最近的工作是組裝變頻器廠家和在制造廠做質(zhì)量工程師。在這個(gè)行業(yè)里也混了幾年，對(duì)變頻器有了一個(gè)粗淺的認(rèn)識(shí)。
1、為什么要變頻器？
以交流電驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速與電機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)（具體的說(shuō)是繞組的磁極數(shù)），也與電源的頻率有關(guān)。
同步電機(jī)為例，它的轉(zhuǎn)速公式：60f/p
f：電源的頻率
p：磁極對(duì)數(shù)
異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速：60f(1-s)/p
s:轉(zhuǎn)差率，即異步電機(jī)速度n和同步速度n0之差與同步速度之比。s(n0-n)/n0
異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速就越低，其轉(zhuǎn)差率就越大；反之，負(fù)載越小，轉(zhuǎn)速就越高，其轉(zhuǎn)差率就越小。異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，其額定轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)差率很小，一般為0．01～0．06。
電機(jī)做好后，它的磁極數(shù)就定下來(lái)了，沒(méi)有辦法再變，即使有辦法變，速度也是有“檔”，無(wú)法實(shí)現(xiàn)"無(wú)級(jí)"變速。
想要變換電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以通過(guò)改變電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。
要變頻率，就得用到變頻器。
具體怎么算磁極數(shù)，這個(gè)是由電機(jī)設(shè)計(jì)師繞組的連接方式?jīng)Q定。簡(jiǎn)單地說(shuō)，電機(jī)正常工作時(shí)，電機(jī)里有幾對(duì)磁NS極。一般的《電機(jī)與拖動(dòng)》書(shū)中都會(huì)有具體的講解。
2 為什么要改變電機(jī)的速度？
A，節(jié)能/省錢
電機(jī)的輸出功率，與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。通過(guò)變頻，就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)功率的可調(diào)。
比如：商用中央空調(diào)。白天，樓里辦公的人多，需要的制冷量大。晚上下班了，但有人在值班，空調(diào)不能關(guān)。這個(gè)時(shí)候，通過(guò)驅(qū)動(dòng)空調(diào)的電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整，就可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段空調(diào)制冷量的需求，達(dá)到了節(jié)能的目的，也就省了電費(fèi)。
在沒(méi)有變頻空調(diào)的時(shí)候，怎么辦呢？有一個(gè)辦法是：采用多個(gè)空調(diào)機(jī)組并聯(lián)使用。當(dāng)白天空調(diào)需求旺，就多開(kāi)幾部空調(diào)。晚上需求量不大的了，就去停掉幾部空調(diào)。這樣麻煩。同時(shí)，多部空調(diào)機(jī)組的采購(gòu)費(fèi)用加起來(lái)，要超過(guò)一臺(tái)同等制冷量的定頻空調(diào)。
同等的制冷量，變頻空調(diào)要比定頻空調(diào)價(jià)格貴，主要是驅(qū)動(dòng)空調(diào)的啟動(dòng)柜貴。但可以通過(guò)節(jié)省電費(fèi)把這個(gè)價(jià)格差賺回來(lái)，這就是變頻空調(diào)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
B，實(shí)現(xiàn)低功率啟動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊
用電器接入電網(wǎng)的一瞬間，電器內(nèi)部的突變電流是正常工作電流的6-8倍，這種電流突變，如果功率大了，就會(huì)對(duì)電網(wǎng)有沖擊。
我們平時(shí)家庭用的電器，功率不大，這個(gè)問(wèn)題不明顯。當(dāng)電器的功率太大的時(shí)候，比如商用中央空調(diào)，這個(gè)問(wèn)題就明顯了。
C，可以獲得高轉(zhuǎn)速
以我現(xiàn)在做的這個(gè)行業(yè)為例，現(xiàn)在有一種磁懸浮離心壓縮機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)部分的軸承是利用強(qiáng)磁將軸頂起來(lái)，懸在空中。旋轉(zhuǎn)部分高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)零件沒(méi)有摩擦，阻力小，且沒(méi)有磨損。驅(qū)動(dòng)的電機(jī)就可以以很高的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)葉輪工作。為了讓電機(jī)可以高速轉(zhuǎn)，就用變頻器提供200Hz的電源來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
當(dāng)然，為了讓齒輪高速轉(zhuǎn)，也有其它辦法：利用齒輪多次變速，但這樣一來(lái)，最后一級(jí)齒輪的壽命就不會(huì)久。
采用磁懸浮結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)，可以有很高的轉(zhuǎn)速，這樣，同等制冷量的二臺(tái)壓縮機(jī)，采用50Hz電機(jī)驅(qū)動(dòng)的普通軸承壓縮機(jī)，個(gè)頭要比磁懸浮的大很多。
D，電機(jī)的功率相對(duì)可以做得小一點(diǎn)
通過(guò)變頻器將要高速的旋轉(zhuǎn)部分，可以將由靜止慢慢加速到最高轉(zhuǎn)速。如果采用直接啟動(dòng)，電機(jī)的功率要做得很大很大很大，就是大牛拉小車的意思。
這個(gè)很好理解，汽車由靜止加速到100公里的時(shí)間。這個(gè)加速時(shí)間越短的汽車，它的發(fā)動(dòng)機(jī)排量都是越大。
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