怎样理解变频器U/f曲线
2025年02月07日 11:02:58
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为便于大家深入了解变频器U/f曲线概念，本文从电源频率改变对电动机的影响、基本保持磁通ФM不变的方法、基本U/f曲线、应用中V/F不要等同于U/f这四个方面介绍U/f曲线相关知识。
电源频率改变对电动机的影响
电动机的转速：
公式中：f为电源频率；p为定子绕组的磁极对数；s为转差率。要对电动机进行调速，方法有：①改变磁极对数p，但只能做到有级调速；②改变电源频率f，也就是采用变频器调速，可做到无级调速。
电动机的转子是依靠电磁感应而得到能量的，把能量从定子绕组传递给转子的是主磁通ФM，而主磁通ФM在电路中通过反电动势E1来体现，在额定频率时，定子绕组的反电动势E1的大小是和电源频率fl与磁通ФM的乘积成正比，即E1≈U1≈ke1×fl×ФM。如果电源电压U1不变，磁通ФM与fl成反比，电源频率fl改变，会导致磁通ФM的减小或增大，而产生弱励磁或过励磁现象，弱励磁将引起转矩不足而过励磁会引起磁饱和，铁耗急剧增加使电动机发热、效率和功率因数都下降。因此在调速时如何保持磁通ФM不变，就成为变频器调速时要解决的一个重要问题。
基本保持磁通ФM不变的方法在变频调速过程中，要使磁通令M基本保持不变，就必须使U1/fl≈conest，也就是说在改变频率fl的同时，还需改变定子电压U1。保持ФM≈conest的手段，就是保持电压调节比Ku等于频率调节比Kf即：公式中Ux为fx对应的电压（单位：V）；Un为电动机的额定电压（单位：V）；fx为运行频率，即调节后的频率（单位：Hz）;fn为电动机的额定频率，（单位：Hz）。
变频器基本U/f曲线
为改荐使用变频器后电动机的机械特性，泛使用的就是V/F控制方法。即通过控制变频器输出部分的Ku/Kf值，使电动机的转矩得到提升，以满足负载的要求。 变频器基本U/f曲线
针对Ku=Kf下降时ФM下降的情况，采用适当提高调压比Ku，而使Ku＞Kf而来保持ФM≈conest。最终使电动机的临界转矩得到补偿，这就是所谓的转矩补偿（又称为转矩提升），这是通过提高U/f比来得到的。使Ku=Kf时的U/f线称为基本U/f曲线，它表明了没有补偿时的电压Ux和频率fx之间的关系，它是进行V/F控制的基准线。
在U/f曲线设定中1、基本频率fb和电动机的额定电压相对应(50Hz对应380V)，通常变频器基本频率fb应按电动机的额定频率来设定。2、频率fmax和的外给定信号Xmax相对应。可看出U/f曲线是设定变频器和电动机正常工作的依据。
实际的变频器U/f曲线各型变频器都提供了多种U/f曲线（实际就是一些子程序），由用户根据负载情况来选择及进行设定。常用的U/f曲线可分为：1、单U/f曲线，用于恒转矩及平方律负载，其设定原则是，以工作频率时能带动负载为前提。厂家将多条曲线做成U/f图形方式供用户选择。2、分段的单U/f曲线，用于负载的转矩与转速成比例的负载，即在转速低时，负载转矩小补偿也少些，转速升高，转矩增大补偿作用也加强。3、自动单U/f曲线，变频器可根据负载电流的大小，自动调整U/f曲线。4、自定义U/f曲线，可由用户设定U/f曲线的/第二/第X个电压及/第二/第X个频率值。
应用中V/F不要等同于U/f对于变频器的U/f曲线，有的文献资料或产品说明书上写“V/F”，有的写“U/f”，那“V/F曲线”和“U/f曲线”有没有区别?这些写法实质都是针对V/F控制方法而言，是没有区别的。有的人可能会说V/F和U/f字母都不同，意思也应该不相同吧？目前对“U/f选择”功能有不同的称谓，就是说还没有一个统一的定义。变频器的应用中V/F不要等同于U/f，应把它看成这是同一作用的两个概念，即V/F属于控制思路，而U/f曲线则是具体方法、这样在理解和应用上就不会混淆了。
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