变压变频控制

在对感应电动机进行调速控制时，希望保持电动机中每极磁通量Φm为额定值不变。若是磁通太小，则不能充分利用电动机的铁芯，是一种浪费；若是磁通太大，又会使铁芯饱和，导致励磁电流过大，严重时会因绕组过热而烧坏电动机。对于感应电动机，由于磁通是由定子和转子磁动势合成产生的，因此需要采取相应的控制方式保持磁通恒定。

感应电动机定子每相感应电动势的有效值表达式为：

式中，Eg——气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，V；

f1——定子频率，Hz；

Ns——定子每相绕组串联匝数；

k Ns——定子绕组系数；

Φ m——每极气隙磁通，Wb。

由式（5-5）可知，只要控制好感应电动势Eg和频率f1，就可以达到保持磁通Φm恒定的目的。对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。

1. 基频以下调速

当频率f1从额定频率向下调节时，若要保持磁通Φm不变，则必须同时降低感应电动势Eg，且

即采用电动势频率比为恒定值的控制方式。

对于定子绕组中的感应电动势是难以直接控制和调节的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，认为Us E≈g ，则可得

这就是基频以下的恒压频比控制方式，此时输出转矩保持恒定，属于恒转矩调速。

低频时，U s和 Eg都比较小，定子绕组的漏磁阻抗压降所占比例较高，不能再忽略，这时可以人为升高电压 Us，以补偿定子的漏磁阻抗压降。

2. 基频以上调速

在基频以上调速时，频率应该从f N 向上调节，但定子电压 Us不能超过额定电压Us N，只能保持Us =Us N ，这时在频率向上调节的同时，使磁通与频率成反比例降低，即相当于直流电动机的弱磁升速，属于恒功率调速。

变压变频调速方式的转矩—转速特性如图5-3所示。该特性曲线可以分为三段，第一段在电动机频率低于基频时，产生额定转矩，称为恒转矩区；在第二段，定子电压保持恒定，转差增加到最大值，电动机功率保持在额定值不变，称为恒功率区；在高速区，转差保持恒定不变，而定子电流衰减，转矩以速度的二次方减小。因为变压变频控制方法有气隙磁通偏移和延时响应等缺点，所以变压变频调速并不适合用于高性能电动汽车驱动系统。