為啥變頻器要同時改變頻率和電壓才不會燒電機,軟啟動器卻不會?

窗外的雨滴的是我的淚


朋友們好,我是電子及工控技術,我來回答這個問題。要回答這個問題就要對變頻器和軟啟動器的工作機制做一下全面的剖析就會找出其中的端倪。下面我就帶領朋友們去看看這個問題的原因呢吧!

變頻器要同時改變頻率和電壓的原因

我們先來說說變頻器為何對電壓和頻率都做要改變吧,如果對變頻器工作原理略有知曉的朋友會記得變頻器中的壓頻控制(U/F)。這個就是在改變變頻器電壓的同時也改變變頻器的頻率,就是說使變頻器輸出端的電壓與頻率之比形成一個不變的數值。之所以要這樣做其主要是為了保持電動機的磁通量保持穩定不變,這樣做一是為了拓寬變頻器的調速範圍,二是為了保證電動機效率和功率因數不降低,就目前的技術狀況來說當前的變頻器都是使用了這種控制方法。

變頻器輸出電壓不變,輸出頻率降低的情況

還有一個更重要的原因是當用變頻器改變電機電壓的頻率時,我們知道電機內部的繞組是電感性質的,這樣以來必將改變電機繞組的感抗阻值,我們假設變頻器的輸出電壓的頻率降低的話,電機繞組的感抗值就會降低,這樣就會促使電機的勵磁電流增大。根據電動機的基礎知識可以知道,如果勵磁電流過大就會導致電機發熱的很厲害,同時呢也增大了電機的鐵損耗,這樣就會使電機的效率降低,會使電機功率因數減小。總之若輸出電壓不變只降低輸出頻率的話對電機是有百害而無一利的。

變頻器輸出電壓不變,輸出頻率升高的情況

我們再看看變頻器的電壓輸出不變而頻率向高處升的話,那麼電機的阻抗就會增大,這樣電動機的勵磁電流就會減小,而電機的轉矩與勵磁有很大關係,這樣呢就會“連累”到電機的輸出轉矩,所以若電壓不變輸出頻率升高就會使電機的輸出轉矩降低了,這對於電機拖動負載來說是很不利的。

變頻器輸出電壓改變,輸出頻率也改變的情況

通過以上分析可以知道,如果不改變輸出電壓,無論是提升變頻器的頻率還是降低頻率對我們控制電機都沒有好處。那麼我們就想出第三種方法就是改變變頻器輸出頻率的同時,它的輸出電壓也要跟著改變。這樣一來電動機的磁通就會保持了一個穩定的數值。這個磁通的穩定既解決了電機的高頻時輸出轉矩過低、低頻時電機發熱過大的問題,我感覺有“一石二鳥”的作用。以上就是我對變頻器要同時改變頻率和電壓才不會燒電機的解釋。

軟啟動器的工作機制

對於軟啟動器它屬於降壓啟動的一種,對於大功率電機來說也是比較流行的一種啟動方式。那麼它是如何工作的呢?下面我和朋友們一起來聊聊。

軟啟動器在啟動時它的輸出電壓是隨時間改變的,但是他的輸出頻率根本沒有變動。在頻率不改變的情況下,它的輸出電壓隻影響電動機輸出轉矩的大小,而不會使電機的勵磁電流過大而造成電機過熱的後果。那麼它是如何做到這一點的呢?對軟啟動器有了解的朋友都知道,軟啟動器裡面是由電力電子器件作為主控器件,比如利用大功率半導體器件、晶閘管器件等。這些器件可以通過控制電路來控制它們的導通角,進而能夠調節出電壓的輸出。說白了它就是一個由晶閘管構成的“交流調壓器”,只管負責電壓高低的輸出不管電壓頻率的調節。因此使用時電機不會發“高燒”。

況且軟啟動器也有控制系統,他可以對輸出電壓高低、電流大小進行調節的同時還可以具有一些保護的功能,比如可以採用恆流升壓啟動、脈衝階躍啟動等多種啟動方法,同時用軟啟動器還可以對電機進行制動。

以上就是我對這個問題的回答。歡迎朋友們參與討論,敬請關注電子及工控技術,感謝點贊。


電子及工控技術


為啥變頻器要同時改變頻率和電壓才不會燒電機,軟啟動器卻不會?

《描述:變頻器在降低頻率的同時電壓也要降低,不然會過電壓損壞電機,但是軟啟動器的頻率是不能改變的,降低電壓啟動卻不會損壞電機軟啟動器功能與特性》

♥這種問題不是簡單的幾句話,能夠說清楚電動機被損壞原因的。即便是變頻器、軟啟動器,如果對其它們分別與電機配套及設置參數不好,一樣會造成電機損壞。這裡面的知識比較多,得要靠自己學習掌握好。就那變頻器來說,因為變頻器所驅動電機負載分為G型(恆轉矩負載機型)、P型(風機、水泵類負載機型)、無速度傳感器矢量控制(SVC)有速度傳感器矢量控制(FVC)、V/F控制;操作面板命令通道、端子命令通道、通訊命令通道。

●變頻器的V/F運行見下圖所示。

●從上圖可知,V/F基本特性參數定義它是現在應用得最多的一種形式的變頻器,當變頻器的輸出頻率從OHz上升到50Hz時,輸出電壓從OV成正比地上升到380V。從V/F特性參數定義圖中可以看到有一個FL(它表示為下線最低頻率)、FH(它表示上限頻率)、FB(它表示額定頻率)、Fmax(它表示最大頻率);例如這種V/F變頻器最大頻率範圍在50~500Hz、額定頻率為50Hz、基本運行頻率為1~500Hz、基本最大輸出電壓為1-480V。

●變頻器的V/F控制模式與矢量變頻器採用V/C控制方式完全不一樣。V/C它將變頻電機在三相座標中的la,Ib,lc通過三相中的A、B二相變換,再按轉子磁場定向旋轉變換,等效為同步旋轉座標中的直流電流1m1,1t1 (1m1相當於直流電機的勵磁電流, 1t1相當於直流電機的電樞電流),它完全仿製直流電機的工作原理,求得直流電機的控制量,經過座標反覆變化來實現對異步電機的控制。簡單來說矢量變頻器是分別對速度,磁場兩個分量來單獨控制的。由於卡矢量變頻器配上變頻電機能實現高效的轉矩輸出,所以在應用方面獨居特點。
●♥軟啟動器的工作原理為改變輸出電壓,而不改變電源頻率,其中它的啟動方式也是有多種形式喲。

●軟啟動器的啟動方式

1、斜坡升壓軟起動

這種起動方式最簡單,不具備電流閉環控制,僅調整晶閘管導通角,使之與時間成一定函數關係增加。其缺點是,由於不限流,在電機起動過程中,有時要產生較大的衝擊電流使晶閘管損壞,對電網影響較大,實際很少應用。

2、階躍起動

這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值後保持恆定,直至起動完畢。該起動方式是應用最多的起動方式,尤其適用於風機、泵類負載的起動。


3、斜坡恆流軟起動

這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值後保持恆定,直至起動完畢。該起動方式是應用最多的起動方式,尤其適用於風機、泵類負載的起動。

4、脈衝衝擊起動

在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內,以較大電流導通一段時間後回落,再按原設定值線性上升,連入恆流起動。該起動方法,在一般負載中較少應用,適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。

5、電壓雙斜坡起動

在起動過程中,電機的輸出力矩隨電壓增加,在起動時提供一個初始的起動電壓Us, Us根據負載可調,將Us調到大於負載靜磨擦力矩,當輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當電機達到額定轉速時,使輸出電壓達到額定電壓。


6、限流起動

限流起動就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值的軟起動方式。輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im,然後保持輸出電流這種起動方式的優點是起動電流小,且可按需要調整。

●軟啟動器的啟動特性

1、限流啟動

縣流啟動就是限制電動機的啟動電流,它主要是用在輕載啟動的設備上,它可以直觀地看到啟動電流,同時在啟動時啟動壓降難以獲取使其不足之處,不能充分利用壓降空間損失啟動力矩,對電動機不利。

2、斜坡電壓啟動

科坡電壓啟動就是電壓由小到大科坡線性上升,主要應用在重載啟動設備上,它實現了將傳統的降壓啟動從有級變成了無級,啟動轉矩特性拋物線型上升對拖動系統有利,啟動平滑,柔性好使其優點,對拖動系統有更好的保護,延長拖動系統的使用壽命。但啟動電流較大卻是它的缺點。

3、轉矩加突跳控制啟動

轉矩加突跳控制啟動就是在電壓斜坡控制啟動的基礎上加一個電壓突跳,它主要應用在靜慣量較大的設備上,用於如風機負載等電壓斜坡啟動比較困難的設備上。它用突跳轉矩在啟動瞬間克服電機靜阻力矩,然後將轉矩拋物線上升,縮短啟動時間。但是其缺點是突然跳電會給電網發送100ms的浪湧電流進而給電網帶來大電流衝擊。

●無論是變頻器、軟啟動器,只要掌握好它們與電動機之間的匹配關係和啟動形式及參數設置,一般來說都是不容易損壞電機的。

知足常樂於湖北省鍾祥市老家2020.3.17日


知足常樂0724


很高興能回答你的問題,

變頻器確實改變了頻率和電壓,防止調整到合適速度後然燒電機,而軟啟動器卻直接改變了電壓,他只是降低了啟動電流。或者理解啟動時很短的時間就能完成,但是變頻器要調速長時間運行。或者通過他們的原理去理解吧!

變頻器和軟啟動兩個用途不一樣,變頻器要調速的,若是電機運行在低頻電壓的狀態下,運行一段時間很容易燒燬的,電機的主磁通 Φm≈U/(4.44*f*N) 上式中,U為定子電壓,也就是變頻器輸出的電壓,f是頻率,N是定子繞組匝數。 N是常數。 顯然,頻率變化時,若電壓不變,那麼,磁通就會變化。 電機的鐵芯是非線性的,當磁通變化後,不論是過大(飽和)還是過小(弱磁),都是對電機不利的。 因此,變化頻率時,也變化電壓,並且保持U/f為恆定值,這樣,可以保持磁通不變。

用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。

希望你能理解,


小鵬工控


變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓的原因:  異步電動機的轉矩是電動機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過大,磁迴路飽和,嚴重時將燒燬電動機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用於風機、泵類節能型變頻器。

軟啟動器串接於電源與被控電機之間,通過微電腦控制其內部的晶閘管觸發導通角實現交流調壓,使電機輸入電壓從零以預設函數關係逐漸上升,直至起動結束,賦予電機全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流。

軟啟動可以避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時啟動過程結束,為電機正常運行提供額定電壓。

缺點:

1.不能調節電源頻率,所以就不能從零壓零頻啟動電機,不能實現零衝擊啟動。

2.不能調速。

3.軟啟動器在啟動電機之後退出系統,失去保護功能。

  • 變頻器是用於需要調速的地方,變頻器的輸出不但改變電壓而且可以同時改變頻率。

  • 軟啟動器實際上是一個調壓器,對電機起到保護作用,用於電機降壓啟動時軟啟動器輸出只改變電壓不改變頻率。

  • 變頻器具備所有軟啟動器的功能,但是它的結構複雜,價格也比軟啟動器貴許多。

  • 變頻器是通過調節頻率來控制用電設備的,可以調速和啟動,比如工業上用的變頻泵。軟啟動基本遠離是通過改變串接在電路中的電阻,讓電流由小到大,這樣的方式用來啟動大功率的電機,用來減少大功率電機直接啟動給電網造成波動,或者造成一些不重要的負荷卸載的麻煩。

變頻器是用於需要調速的地方,變頻器的輸出不但改變電壓而且可以同時改變頻率。

軟啟動器實際上是一個調壓器,對電機起到保護作用,用於電機降壓啟動時軟啟動器輸出只改變電壓不改變頻率。

變頻器具備所有軟啟動器的功能,但是它的結構複雜,價格也比軟啟動器貴許多。

變頻器是通過調節頻率來控制用電設備的,可以調速和啟動,比如工業上用的變頻泵。軟啟動基本遠離是通過改變串接在電路中的電阻,讓電流由小到大,這樣的方式用來啟動大功率的電機,用來減少大功率電機直接啟動給電網造成波動,或者造成一些不重要的負荷卸載的麻煩。


風信子視野


應"窗外的雨滴是我的淚"邀答!

為啥變頻器要同時改變頻率和電壓才不會燒電機?軟啟動器卻不會?

從家中的變頻洗衣機在甩干時的聲響辨得出變頻調速,其絕竅就是電路控制著振盪電阻的大小。

1⃣️從老式逆變器的變壓器繞制到組裝,修理,我都親手操作過,現在的變頻器它是交流~直流~再交流,原理大同小異!


2⃣️所謂變頻器,就是改變50Hz頻率,使電機提速還省電,這逆變器(變頻器)的頻率是靠改變振盪電路上電阻的大小來實現的,其中的固定規律是:


*想提高振盪頻率,必須增大振盪電阻,

*輸出電壓隨頻率改變,頻率高電壓就高、

*輸出的電流隨頻率改變,頻率高電流小電壓高。


*組裝簡易的逆變器,必須對變壓器輸出抽頭

*如果在逆變過程中固定了輸出電壓,只要你將振盪電阻用旋扭調節,輸出電壓立即改變,比如固定了220V100W燈泡正常值,就因為調高了頻率,電壓自然上升到240V向上,就會燒壞了燈泡。
3⃣️你問變頻器要同時改變頻率和電壓才不燒電機,以上道理你懂了,這低頻高電壓的改變對電機的磁通以及飽和都不適配,就會產生髮熱燒電機,所以變頻電動機不同於普通電機的構造,變頻機耐一定高頻和電壓。

4⃣️對於你問軟啟動反而不會燒電機,它相當於是串在輸出線上的調壓器,它的供電振盪頻率還是電網上的50Hz,通過設備從低到高給電機供電,就不會造成啟動時的電湧而使電網瞬間降壓幾十伏,這就叫軟啟動。

謝謝你的閱讀🙏!


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