关于变频电机的功率大小的选择方式

关于变频电机的功率大小的选择方式

无论是变频电机还是其他电气设备，其电输出都由其电源电压U和流经它的电流I的乘积决定。日常生活中提到的电机功率通常是指有用的功率，它是指在电机轴上传递的功率。今天，西安西玛电机技术人员以变频电机为例，简要介绍了哪些因素主要与电机的性能有关。

首先，应该清楚的是，对于表面安装变频电机，电机可以输出的功率（电磁功率）是空载反电势E0和q轴电流Iq的乘积。接下来，西玛电机将简要谈谈我对变频电机性能的看法，主要从控制方式、E0选择和温升三个方面进行阐述。同时，为简化分析，未考虑铁芯饱和的影响。

控制方式

对于表面安装式变频电机，id=0的控制表示最大转矩电流比控制（如图1a所示）。在输出相同转矩的情况下，该控制方法电流最小，铜耗最低，效率最高。在弱磁控制条件下（如图1b所示），部分串联电枢反应压降取消E0，从而降低总电源电压Us。


为了进一步比较两种控制方法对电机输出功率的影响，图2显示了在相同电机输出扭矩的相同条件下两种控制方法的电压相量图。


从图中可以看出，在相同的q轴电流i.H.和相同的输出转矩下，id=0控制方法所需的电压大于弱磁控制方法所需的电压。换言之，如果变频电机的电源电压恒定，则当使用弱磁控制时，电机可以输出的最大功率高于id=0控制。但在最大电压以下，弱磁控制的电流大于id=0控制的电流，电机的运行效率低于id=0控制的运行效率。

2、空载反电势E0

控制方法对电机性能的影响如上所述。接下来，在id=0的控制条件下，当电源电压恒定时，将讨论空载反电势E0对输出功率的影响。

从图1可以看出，在id=0的条件下，电源电压的压降反映在三个方面：空载反电动势E0、绕组电阻RsI的压降和q轴电抗XqIq的压降。这三个方面与匝数和钢丝直径密切相关。

确定电机铁芯长度后，相绕组电阻R与每相串联匝数成正比，空载反电势也与每相串联匝数成正比。

满足



式中f为频率，n为速度，φ为磁通量

正交轴的电感（电阻）与匝数的平方成正比，令人满意



式中，C为漏抗系数，与绕组分布和槽尺寸有关。有关详细信息，请参阅以下易懂的书。

了解这些，您可以谈论E0对电机性能的影响。当匝数较小时，变频电机的空载反电势较低，横向电抗也较低，电阻较小。此时，绕组接通后，绕组中的电流很大。随着匝数的增加，电机的空载反电动势、电抗和电阻也会增加。但绕组中的电流也相应减小。如上所述，电机的功率是空载反电动势和电流I的乘积。这里有两个极端的例子来定性分析恒定电源电压下E0和输出功率之间的关系。

电机的空载反电势约为0（堵转），空载反电势无限接近电源电压。由于漏抗的存在，前者的电流不是无限大的，因此输出功率很低；后者的电流约为0，输出功率也很低。在电流和开路反电动势的中间，功率比两种情况都大得多。两端都是0，中间不是0，这很容易实现。随着E0的增加，电机功率先增大后减小。E0的最合理值与电阻和漏抗密切相关，超出了本文的范围。

3、温升

在这一点上，一些读者可能会想，是否可以通过以恒定E0增加电源电压来增加电机的输出功率？答案是肯定和否定！“是”的答案是因为增加电源电压实际上可以增加电机的输出功率，而“否”与限制西玛电机性能的另一个因素有关-温升。由于自身电阻的存在，绕组在接通后会产生焦耳热。如果不能及时散热，电机的整体温度将升高。高温加速绝缘老化，缩短电机寿命。随着电压的增加，绕组电流将继续增加，产生的焦耳热将继续累积。超过限值后，整个电机将短路损坏。因此，不可能无限期地增加电压以增加输出功率。相反，可以通过减少损耗、改善散热条件和提高绝缘材料的耐温性来增加电机输出。

总之，影响变频电机输出功率的主要因素大致可分为三类：控制响应、空载反电势E0和电机加热。各种选项组合在一起，以最大限度地提高西玛电机的功率输出。

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