变频器的功能介绍

1、U/f控制功能

变频器调速系统的控制方式通常有两种，一是U/f控制，是基本方式，一般的变频器都有这项功能；二是矢量控制，为高级方式，有些经济型的变频器没有这项功能，如三菱的FR-D700和西门子的MM420就没有矢量控制功能，而西门子MM440有矢量控制功能。

U/F控制曲线

2、转矩补偿功能

（1）转矩补偿在U/f控制方式下，利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法称为转矩补偿或者转矩提升。

（2）转矩补偿的原因在基频以下调速时，须保持E/ƒ恒定，即保持主磁通Φm恒定。频率ƒ较高时，保持U/ƒ恒定，即可近似地保持主磁通Φm恒定。ƒ较低时，E/ƒ会下降，导致输出转矩下降。所以提高变频器的输出电压即可补偿转矩不足，变频器的这个功能叫做“转矩提升”。以下用一个例子进一步解释转矩补偿的原理。

【例3-1】　有一台三相异步电动机，其主要参数是额定功率45kW，额定频率50Hz，额定电压380V，额定转速1480r/min，相电流为85A。满载时阻抗压降是30V。采用U/f模式变频调速，试计算10Hz时，其磁通的相对值。解：①电动机以50Hz工作，满载时，定子绕组每相的反电动势

E=U1-ΔU=380V-30V=350V

显然，此时的磁通等于额定磁通，由于计算准确的磁通的数值比较麻烦，这里的磁通用相对值表示，额定磁通为100％，即

②电动机的工作频率10Hz时，每相绕组的电压为：

E1=U1X-ΔU=76V-30V=46V

所以相对磁通为：

显而易见，此时的磁通只相当于额定磁通的65.7％，电动机的带负载能力势必减少。而且是随着频率的减小，带负载能力不断减小，所以低频率时，不能保持磁通量不变，因此某些情况下转矩补偿就十分必要。如图3-1所示为U/f等于恒定值条件下的机械特性，由图可以明显看出当电动机的频率fX小于额定频率fN时，其输出转矩小于额定转矩，特别是在低频段输出转矩快速降低，由此可见，转矩补偿是非常必要的。

U/f等于恒定值条件下的机械特性

（3）常用的补偿方法①线性补偿。在低频时，变频器的启动电压从0提升到某一数值，U/f仍保持线性关系。线性补偿如图3-2所示。适当增加U/f比值后，实际就是增加了反向电动势与频率的比值。西门子MM440变频器，设置P1300=0是线性补偿。

线性补偿

线性补偿算法以例3-2为例说明，假设要求低频时相对磁通为100％，则：

所以补偿电压为：

②分段补偿。启动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。分段补偿如图3-3所示。西门子公司称这种补偿为可编程U/f特性补偿。西门子MM440变频器，设置P1300=3是分段补偿。

分段补偿

正补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的上方，适用于高转矩启动运行的场合。负补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的下方，适用于低转矩启动运行的场合。

③平方律补偿。补偿曲线为抛物线。低频时斜率小（U/f比值小），高频时斜率大（U/f比值大）。多用于风机和泵类负载的补偿，因为风机和水泵是二次方负载，低速时负载转矩小，所以要负补偿，而随着速度的升高，其转矩成二次方升高，所以要进行二次方补偿，以到达节能的目的。平方律补偿如图3-4所示。西门子MM440变频器，设置P1300=2是平方律补偿。

平方率补偿