简述关于变频电机的频率和电流之间的关系

简述关于变频电机的频率和电流之间的关系

针对这个问题，六安江淮电机有限公司技术部根据有关系公式可参照分析：

关系公式与分析

电机功率： P=1.732 × U × I × cos φ (0.86) ×η（ 91% ）；

电机电流： I=P/1.73 × U × cos φ ( 功率因素 ) ×η（效率） ;I: 电流； P: 功率 W; U: 电压

电机转矩： T=9549 × P/n ； T: 转矩； P: 功率 KW ； n: 转速

电机转速： n=60f/p ， p 为电机极对数，例如四级电机的 p=2 ；

当频率达 50Hz 时，电机达到额定功率，再增加频率，其功率是不会再增的，会保持额定功率。

电机转矩在 50Hz 以下时，是与频率成正比变化的；当频率 f 达到 50Hz 时，电机达到最大输出功率，即额定功率；如果频率 f 在 50Hz 以后再继续增加，则输出转矩与频率成反比变化，因为它的输出功率就是那么大了，你还要继续增加频率 f ，那么套入上面的计算式分析，转矩则明显会减小。

转速的情况和频率是一样的，因为电源电压不变，六安江淮电机有限公司生产的变频电机其频率的变化直接反应的结果就是转速的同比变化，频率增，转速也增，它减另一个也减。

一、变频调速的基本控制方式与基准电压、基准频率的关系，电机用变频器调速时有两种情况 -- 基频 ( 基准频率 ) 以下调速和基频以上调速。必须考虑的重要因素是：尽量保持电机主磁通为额定值不变。如果磁通过弱 ( 电压过低 ) ，电机铁心不能得到充分利用，电磁转矩变小，负载能力下降。如果磁通过强 ( 电压过高 ) ，电机处于过励磁状态，电机因励磁电流过大而严重发热。

二、根据电机原理可知，六安江淮电机有限公司生产的三相异步电机定子每相电动势的有效值： E1=4.44f1N1 Φ m 式中： E1-- 定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值，V ； f1-- 定子频率， Hz ； N1 ——定子每相绕组有效匝数； Φ m- 每极磁通量由式中可以看出， Φ m 的值由 E1/f1 决定，但由于 E1 难以直接控制，所以在电动势较高时，可忽略定子漏阻抗压降，而用定子相电压 U1 代替。那么要保证Φ m 不变，只要 U1/f1 始终为一定值即可。这是基频以下调速时的基本情况，为恒压频比 ( 恒磁通 ) 控制方式，属于恒转矩调速。

三、基准频率（ 50Hz ）为恒转矩调速区的最高频率，基准频率所对应的电压 (380V) 为即为基准电压，是恒转矩调速区的最高电压，在基频 (50Hz) 以下调速时，电压会随频率而变化，但两者的比值不变。

四、在基频以上调速时，频率从基频向上可以调至上限频率值，但是由于电机定子不能超过电机额定电压，因此电压不再随频率变化，而保持基准电压值不变，这时电机主磁通必须随频率升高而减弱，转矩相应减小，功率基本保持不变，属于恒功率调速区。可见基准频率为恒功率调速区的最低频率，是恒转矩调速区与恒功率调速区的转折点，而基准电压值在整个恒功率调速区内不再随频率变化而改变。

五、变频电源负载的机械特性与基准电压，基准频率的设定合理地使用变频器，必须了解所驱动负载的机械特性。根据不同的使用目的，负载基本上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方转矩负载等三类。恒转矩负载其所需转矩基本不受速度变化的影响 (T= 定值 ) ，对于该类负载，变频器的整个工作区最好运行在基频以下，这时变频器的输出特性正好能满足负载的要求。

六、恒功率负载在转速越高时，所需转矩越小 (T × N= 定值 ) ，对于恒功率负载来说，电机的工作频率若运行在基频以上，其所要求的机械特性将与变频器的输出特性相吻合。至于平方转矩负载，它所要求的转矩与转速的平方成正比 (T/N2= 定值 ) ，电机应运行在基频以下较为合理。需要注意的是：平方转矩负载的工作频率绝不能超过工频即额定频率 ( 除非变频器容量大一个等级 ) 。否则变频器与电机将严重过载。

补充分析：

一、六安江淮电机的转速与频率成正比关系，平时的低电压时，频率不变，电机的转速不变，那么输出的功率一定，电压降低，电流会上升。当频率下降时，电机的转速下降，那么输出功率变小，自然电流会下降（控制在额定电流范围），从而不会烧损电机。

二、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

三、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

结论阐述：

一、频率和电流没有直接的关系，频率和电压关系是高频高压，低频低压，电流与负载有直接关系，负载大，电流就大。

二、对于变频电机而言，变频器一般为了保持电机磁通基本一致，频率低时，电压也低，因此电流不一定大。

三、另外变频器的频率与电流没有直接联系，正常运行时，电流主要由负载决定，负载越大，电流越大。反之就小；

四、频率与电机转速有正比关系，负载转矩与电流有正比关系，而频率和电流没啥关系。特别是 30Hz 到 50Hz 范围，电机是恒转矩特性，如果负载不变，电流的变化和很小。尽管电机转速在变化。

终上所述：

一、当电机使用频率在 30~50Hz 范围使用出现电流偏小现象时说明电机负载率不足而未达到额定负载的缘故；

二、变频电机在负载运行时的允许负载电流为电机的额定电流。

三、电流和频率不是线性关系，没有直接的必然联系，因此，无法确定计算方法。

六安江淮电机有限公司生产的YP高压变频调速三相异步电动机具有高效节能、低噪声、振动小、调速范围广、精度高和质量可靠、安装使用及维护方便等优点。可驱动各种通用机械如压缩机、通风机、水泵、切削机床、运输机械及其它机械，被广泛应用于电站、水厂、石化、矿山等各种工矿企业中作原动机用。

关键词：于变频电机的频率