電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩如何選擇？

來(lái)源：今日電機(jī)

電動(dòng)機(jī)的功率，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來(lái)選擇，盡量使電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行。

選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

①如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)小，就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車(chē)”現(xiàn)象，造成電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載．使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動(dòng)機(jī)被燒毀。

②如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對(duì)用戶(hù)和電網(wǎng)不利。而且還會(huì)造成電能浪費(fèi)。

要正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率，必須經(jīng)過(guò)以下計(jì)算或比較：

P=F*V/1000

式中：P-計(jì)算功率[KW]，F(xiàn)-所需拉力[N]，V-工作機(jī)線(xiàn)速度[M/S]

對(duì)于恒定負(fù)載連續(xù)工作方式，可按下式計(jì)算所需電動(dòng)機(jī)的功率：

P1(kw)：P=P/n1n2

式中n1為生產(chǎn)機(jī)械的效率；n2為電動(dòng)機(jī)的效率，即傳動(dòng)效率。

按上式求出的功率P1，不一定與產(chǎn)品功率相同。因此．所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率。

此外．最常用的是類(lèi)比法來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率。

所謂類(lèi)比法，就是與類(lèi)似生產(chǎn)機(jī)械所用電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行對(duì)比。

具體做法是：

了解本單位或附近其他單位的類(lèi)似生產(chǎn)機(jī)械使用多大功率的電動(dòng)機(jī)，然后選用相近功率的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試車(chē)。試車(chē)的目的是驗(yàn)證所選電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械是否匹配。

驗(yàn)證的方法是：

使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，用鉗形電流表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的工作電流，將測(cè)得的電流與該電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的額定電流進(jìn)行對(duì)比。如果電功機(jī)的實(shí)際工作電流與銘脾上標(biāo)出的額定電流上下相差不大．則表明所選電動(dòng)機(jī)的功率合適。

如果電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流低70％左右．則表明電動(dòng)機(jī)的功率選得過(guò)大，應(yīng)調(diào)換功率較小的電動(dòng)機(jī)。

如果測(cè)得的電動(dòng)機(jī)工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流大40％以上，則表明電動(dòng)機(jī)的功率選得過(guò)小，應(yīng)調(diào)換功率較大的電動(dòng)機(jī)。

適用于伺服電機(jī)額定功率、額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系互導(dǎo)，但實(shí)際的額定轉(zhuǎn)矩值應(yīng)該是實(shí)際測(cè)量出來(lái)為準(zhǔn)，因?yàn)橛心芰哭D(zhuǎn)換效率問(wèn)題，基本數(shù)值大體一致，會(huì)有細(xì)微減小。。。

追問(wèn)：

如果我是用無(wú)極調(diào)速的呢？

就電機(jī)輸出功率與轉(zhuǎn)矩而言，交流變頻調(diào)速和直流調(diào)速有什么特點(diǎn)和區(qū)別？

回答：

論交流變頻調(diào)速與直流調(diào)速

一、變頻器的發(fā)展直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)和交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)先后誕生與19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。但是由于技術(shù)上的原因，在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，占整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)80%左右的不變速拖動(dòng)系統(tǒng)中采用的是交流電動(dòng)機(jī)（包括異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)），而在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中則基本上采用的直流電動(dòng)機(jī)。

但是，眾所周知，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn)：

（1） 需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短；

（2） 由于直流電動(dòng)機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；

（3） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī)。

而與直流電動(dòng)機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作可靠，易于維修保養(yǎng)；

（2） 不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；

（3） 容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動(dòng)機(jī)。

因此，很久以來(lái)，人們希望在許多場(chǎng)合下能夠用可調(diào)速的交流電動(dòng)機(jī)來(lái)代替直流電動(dòng)機(jī)，并在交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方面進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)工作。但是，直至20世紀(jì)70年代，交流調(diào)速系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)方面一直未能得到真正能夠令人滿(mǎn)意的成果，也因此限制了交流調(diào)速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，在工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的諸如風(fēng)機(jī)、水泵等需要進(jìn)行調(diào)速控制的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中不得不采用擋板和閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)速和流量。這種做法不但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，也造成了能源的浪費(fèi)。

經(jīng)歷了20世紀(jì)70年代中期的第2次石油危機(jī)之后，人們充分認(rèn)識(shí)到了節(jié)能工作的重要性，并進(jìn)一步重視和加強(qiáng)了對(duì)交流調(diào)速技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，電力半導(dǎo)體器件和微處理器的性能的不斷提高，變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)也得到了顯著的發(fā)展。

隨著各種復(fù)雜控制技術(shù)在變頻器技術(shù)中的應(yīng)用，變頻器的性能不斷提高，而且應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。目前變頻器不但在傳統(tǒng)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且?guī)缀跻呀?jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱等家電產(chǎn)品中也得到了廣泛應(yīng)用。

變頻器技術(shù)是一門(mén)綜合性的技術(shù)，它建立在控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，并隨著這些基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展而不斷得到發(fā)展。表1-1列出了近年來(lái)變頻器技術(shù)的基本發(fā)展過(guò)程。

二、變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)的交流拖動(dòng)系統(tǒng)相比，利用變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的交流拖動(dòng)系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的高效連續(xù)調(diào)速控制，容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，可以進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行電氣制動(dòng)，可以用一臺(tái)變頻器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，電源功率因數(shù)大，所需電源容量小，可以組成高性能的控制系統(tǒng)等等。

下面介紹一下前面提到的變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的各種主要優(yōu)點(diǎn)。

在許多情況下，使用變頻器的目的是節(jié)能，尤其是對(duì)于在工業(yè)中大量使用的風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)負(fù)載來(lái)說(shuō)，通過(guò)變頻器進(jìn)行調(diào)速控制可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)上利用擋板和閥門(mén)進(jìn)行的風(fēng)量、流量和揚(yáng)程的控制，所以節(jié)能效果非常明顯。因?yàn)橐怨?jié)能為目的的調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍和精度要求不高，所以通常采用在價(jià)格方面比較經(jīng)濟(jì)的通用型變頻器。

由于變頻器可以看作是一個(gè)頻率可調(diào)的交流電源，對(duì)于現(xiàn)有的進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，只需在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)之間接入變頻器和相應(yīng)設(shè)備，就可以利用變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制，而無(wú)須對(duì)電動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的設(shè)備改造。在采用了變頻器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制是通過(guò)改變變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)的。因此，在進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，可以通過(guò)控制變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)工作在轉(zhuǎn)差率較小的范圍，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍較寬，并可以達(dá)到提高運(yùn)行效率的目的。

一般來(lái)說(shuō)，通用型變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：10以上，而高性能的矢量控制方式的變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：1000。

此外，當(dāng)采用矢量控制方式的變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，還可以直接控制電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，高性能的矢量控制變頻器與變頻器專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)的組合在控制性能方面可以達(dá)到和超過(guò)高精度直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制性能。利用普通的電網(wǎng)電源運(yùn)行的交流拖動(dòng)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，必須利用開(kāi)閉器等裝置對(duì)電源進(jìn)行換相切換。

利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，只需改變變頻器內(nèi)部逆變電路換流器件的開(kāi)關(guān)順序即可以達(dá)到對(duì)輸出進(jìn)行換相的目的，很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換而不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置正反轉(zhuǎn)切換裝置。

此外，對(duì)在電網(wǎng)電源下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)切換時(shí)，如果在電動(dòng)機(jī)尚未停止時(shí)就進(jìn)行相序的切換，電動(dòng)機(jī)內(nèi)將會(huì)由于相序的改變而流過(guò)大于起動(dòng)電流的電流，有燒毀電動(dòng)機(jī)的危險(xiǎn)，所以通常必須等電動(dòng)機(jī)完全停下來(lái)之后才能夠進(jìn)行換相操作。而在采用變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)中，由于可以通過(guò)改變變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)按照斜坡函數(shù)的規(guī)律進(jìn)行加速，從而達(dá)到限制加速電流的目的。

因此，在利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)更容易和其它設(shè)備一起構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于利用普通的電網(wǎng)電源運(yùn)行的交流拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流較大并存在著與起動(dòng)時(shí)間成正比的功率損耗，所以不能使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。

而對(duì)于采用了變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)機(jī)的起停都是在低速區(qū)進(jìn)行而且加減速過(guò)程都比較平緩，電動(dòng)機(jī)的功耗和發(fā)熱較小，可以進(jìn)行較高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻調(diào)速系統(tǒng)的上述特點(diǎn)可以用于采用交流拖動(dòng)系統(tǒng)的傳送帶和移動(dòng)工作臺(tái)等以達(dá)到節(jié)能的目的。

這是因?yàn)椋诶卯惒诫妱?dòng)機(jī)進(jìn)行恒速驅(qū)動(dòng)的傳送帶以及移動(dòng)工作臺(tái)中，電動(dòng)機(jī)通常一直處于工作狀態(tài)，而采用變頻器 進(jìn)行調(diào)速控制后，由于可以使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使傳送帶或移動(dòng)工作臺(tái)只是在有貨物或工件時(shí)停止運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

由于在變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制是通過(guò)改變變頻器的輸出頻率進(jìn)行的，當(dāng)把變頻器的輸出頻率降至電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的頻率以下時(shí)，負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電能，并被回饋給供電電網(wǎng)，并形成電氣制動(dòng)。

此外，一些變頻器還具有直流制動(dòng)功能，即在需要進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，并利用該電壓產(chǎn)生的電流進(jìn)行制動(dòng)。同機(jī)械制動(dòng)相比，電氣制動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)，例如體積小，維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性好等。但是也應(yīng)該注意到，由于在靜止?fàn)顟B(tài)下電氣制動(dòng)并不能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生保持轉(zhuǎn)矩，所以在某些場(chǎng)合還必須采取相應(yīng)的措施，例如和機(jī)械制動(dòng)器同時(shí)使用等。高速驅(qū)動(dòng)是變頻器調(diào)速控制的最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。

這是因?yàn)閷?duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于受電刷和換向環(huán)等因素的制約，無(wú)法進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于不存在上述制約因素，理論上講異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到相當(dāng)高的速度。

由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：

n=60f/p(1-s)

式中：

n—電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；

f—電源頻率，HZ；

p—電動(dòng)機(jī)磁極個(gè)數(shù)；

s—轉(zhuǎn)差率。

當(dāng)用工頻電源（50HZ）對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，二極電動(dòng)機(jī)的最高速度只能達(dá)到3000r/min。為了得到更高的轉(zhuǎn)速，則必須使用專(zhuān)用的高頻電源或使用機(jī)械增速裝置進(jìn)行增速。與此相比，目前高頻變頻器的輸出頻率已經(jīng)可以達(dá)到3000KHZ，所以當(dāng)利用這種高速變頻器對(duì)二極異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以得到高達(dá)180000r/min的高速。

而且隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展，高頻電源的輸出頻率也在不斷提高，因此進(jìn)行更高速度的驅(qū)動(dòng)也將成為可能。此外，與采用機(jī)械增速裝置的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，由于采用高頻變頻器的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中并不存在異步電動(dòng)機(jī)以外的機(jī)械裝置，其可靠性更好，而且保養(yǎng)和維修也更加簡(jiǎn)單。在變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)中，變頻器和電動(dòng)機(jī)是可以分離設(shè)置的。

因此，通過(guò)和各種不同的異步電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)組合，可以得到使用于各種工作環(huán)境的交流調(diào)速系統(tǒng)，而對(duì)變頻器本身并沒(méi)有特殊要求。例如，對(duì)有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境，只需將電動(dòng)機(jī)換為專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，而使用普通的變頻器并將其安裝在有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境之外的普通環(huán)境即可。

由于變頻器本身對(duì)外部來(lái)說(shuō)可以看作是一個(gè)可以進(jìn)行調(diào)頻調(diào)壓的交流電源，可以用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到節(jié)約設(shè)備投資的目的。而對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則很難做到這一點(diǎn)。當(dāng)用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)對(duì)象為同步電動(dòng)機(jī)，所有的電動(dòng)機(jī)將會(huì)以同樣的速度（同步轉(zhuǎn)速）運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)對(duì)象為容量和負(fù)載都不相同的異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，則由于轉(zhuǎn)差的原因，各電動(dòng)機(jī)之間會(huì)存在一定的速度差。因?yàn)樽冾l器時(shí)通過(guò)交流—直流的電源變換后對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，所以電源的功率因數(shù)不受電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的影響，幾乎為定值。

此外，當(dāng)用電網(wǎng)電源對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的5—6倍，而在采用變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)記性驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于可以將變頻器的輸出頻率降至很低時(shí)起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很小，因而變頻器輸入端電源的容量也可以比較小。一般來(lái)說(shuō)，變頻器輸入端電源的容量只需為電動(dòng)機(jī) 輸出容量的1.5倍左右即可。這也說(shuō)明變頻器也可以同時(shí)起到減壓起動(dòng)器的作用。

隨著控制理論、交流調(diào)速理論和電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器技術(shù)也得到了充分的重視和發(fā)展，目前，有高性能變頻器和專(zhuān)用的異步電動(dòng)機(jī)組成的控制系統(tǒng)在性能上已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)了直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。此外，由于異步電動(dòng)機(jī)還具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單等許多直流伺服電動(dòng)機(jī)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，所以在許多需要進(jìn)行高速高精度控制的應(yīng)用中這種高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)正在逐步替代直流伺服系統(tǒng)。而且由于高性能的變頻器的外部接口功能也非常豐富，可以將其作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)部件使用，構(gòu)成所需的自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于變頻器具有上述優(yōu)點(diǎn)，因而在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

三、變頻器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向變頻器進(jìn)入實(shí)用期已超過(guò)了1/4個(gè)世紀(jì)，在此期間，作為變頻器技術(shù)基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)都經(jīng)理了飛躍性的發(fā)展，隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應(yīng)用以及控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能價(jià)格比越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，而廠(chǎng)家則仍然在不斷地為實(shí)現(xiàn)變頻器的進(jìn)一步小型化而做著新的努力。

從技術(shù)方面來(lái)看，隨著變頻器市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，今后變頻器技術(shù)將會(huì)隨著與變頻器有關(guān)的技術(shù)的發(fā)展在下面幾個(gè)方面進(jìn)一步得到發(fā)展：

（1） 大容量和小體積化；

（2） 高性能和多功能化；

（3） 易操作性的提高；

（4） 壽命和可靠性增加；

（5） 無(wú)公害化。

大容量化和小體積化將會(huì)隨著電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展而不斷的到發(fā)展。近年來(lái)，采用電壓驅(qū)動(dòng)的電力半導(dǎo)體器件IGBT（Isolated Gate Bipolar Transistor,隔離門(mén)極雙極晶體管）發(fā)展很快，并在迅速進(jìn)入傳統(tǒng)上使用BJT（雙極功率晶體管）和功率MOSFET（場(chǎng)效應(yīng)管）的各種領(lǐng)域。此外，以IGBT為開(kāi)關(guān)器件的IPM（Intelligent Power Module,智能功率模塊）和單片功率IC 芯片將功率開(kāi)關(guān)器件與驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路等集成在同一封裝內(nèi)，具有高性能和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，所以隨著它們?cè)诖箅娏骰透吣蛪夯矫娴陌l(fā)展，必將在中小型變頻器中得到更加廣泛的應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，用于變頻器的CPU和半導(dǎo)體器件以及各種傳感器的性能越來(lái)越高。

而隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速理論日益成熟，現(xiàn)代控制理論也在不斷得到新的應(yīng)用。這些都為進(jìn)一步提高變頻器的性能提供了條件。此外，隨著變頻器的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，擁護(hù)也在不斷提出各種新的要求，促使變頻器的生產(chǎn)廠(chǎng)家不斷地在提高變頻器性能和變頻器功能方面做出新的努力，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要和爭(zhēng)取在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

隨著變頻器市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，如何進(jìn)一步提高變頻器的易操作性，使普通的技術(shù)人員甚至非技術(shù)人員也能很快的掌握變頻器的使用技術(shù)已經(jīng)成為廠(chǎng)家必須考慮的問(wèn)題。因?yàn)橹挥腥菀撞僮鞯漠a(chǎn)品才能夠不斷獲得新的用戶(hù)，并進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)，所以今后的新型變頻器將更加容易操作。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器中所使用的各種元器件的壽命和可靠性都在不斷提高，這些都將使變頻器本身的壽命和可靠性進(jìn)一步增加。近年來(lái)，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題非常重視，并因此而出現(xiàn)了“綠色產(chǎn)品”的名稱(chēng)。

因此，對(duì)于變頻器來(lái)說(shuō)，也必須考慮其對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。在變頻器推廣應(yīng)用的初期，噪聲問(wèn)題曾經(jīng)是一個(gè)比較大的問(wèn)題。隨著IGBT的低噪聲變頻器的出現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)基本上得到了解決。

但是，隨著噪聲問(wèn)題的解決，人們的目光又轉(zhuǎn)向了變頻器對(duì)周?chē)h(huán)境的其它影響并在不斷探索新的解決辦法。例如，對(duì)于采用了二極管整流電路和電壓形PWM逆變電路的變頻器來(lái)說(shuō)，變頻器本身造成的高次諧波將給電源電壓和電流帶來(lái)畸變，并影響接于同一電源的其它設(shè)備。但是，通過(guò)在變頻器中采用PWM整流電路，就可以基本上解決這個(gè)問(wèn)題。雖然因?yàn)閮r(jià)格和控制技術(shù)等方面的原因目前采用PWM整流電路的變頻器尚未得到推廣，但是，隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視，不斷減少變頻器對(duì)環(huán)境的影響直至推出真正的無(wú)公害變頻器也已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。

四、都說(shuō)變頻調(diào)速比直流調(diào)速好，直流調(diào)速真的要淘汰嗎？

變頻調(diào)速之所以比直流調(diào)速?gòu)V泛運(yùn)用是因?yàn)榻涣麟姍C(jī)，不是變頻調(diào)速原理具有優(yōu)越性，變頻調(diào)速只能應(yīng)用于調(diào)速，而對(duì)力矩是無(wú)法做到精確控制的，原因很簡(jiǎn)單，直流調(diào)速的電樞和勵(lì)磁不是耦合的，是分開(kāi)的，這樣對(duì)電樞電流和勵(lì)磁電流能夠做到精確控制。而交流調(diào)速，電樞電流和勵(lì)磁電流是耦合的，是無(wú)法做到精確控制的， 盡管目前的變頻調(diào)速具有矢量控制，也就是運(yùn)用現(xiàn)代控制理論，通過(guò)矢量轉(zhuǎn)換，將交流電機(jī)中耦合的電樞電流和勵(lì)磁電流解開(kāi)，從而對(duì)其進(jìn)行控制，也就是仿真直流調(diào)速的原理。

但是要做到直流調(diào)速的控制特性目前是很困難的。因此在軋機(jī)、造紙等對(duì)力矩要求很高行業(yè)，直流調(diào)速還是具有廣泛性。而僅對(duì)速度控制，目前變頻調(diào)速是可以逼真直流調(diào)速的特性，因?yàn)榻涣麟姍C(jī)的優(yōu)越性是直流電機(jī)無(wú)法做到的。直流電機(jī)的電刷和體積的原因，限制了它的應(yīng)用范圍，變頻調(diào)速可以說(shuō)是由風(fēng)機(jī)和水泵發(fā)展而來(lái)的，是由于風(fēng)機(jī)和水泵節(jié)能的需要，變頻調(diào)速是最佳選擇，不過(guò)我個(gè)人認(rèn)為就目前電價(jià)和變頻器的自身的價(jià)格相比，這種節(jié)能是毫無(wú)意義的，因?yàn)橐炎冾l器的投資收回，最少需要5-6年，在這5-6年的時(shí)間里，工況還不知道要發(fā)生什么變化。因此，變頻器最好應(yīng)用在需要調(diào)速，而對(duì)啟動(dòng)性能及力矩調(diào)節(jié)要求不是很苛刻的場(chǎng)合，而這種場(chǎng)合比比皆是，這才是變頻調(diào)速普遍應(yīng)用的原因。因此可以說(shuō)如果用直流調(diào)速控制器去控制交流電機(jī)那才是最好的，真能做到這一點(diǎn)，你就是第二個(gè)比爾蓋茨,甚至能那個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。

無(wú)極調(diào)速的是一樣的。

審核編輯：湯梓紅