变频器对异步电动机的转差频率控制原理

    如在U/f控制中所述，如果保持电动机的气隙磁通一定，则电动机的转矩及电流由转差角频率决定，因此，如果增加控制电动机转差角频率的功能，那么异步电动机产生的转矩就可以控制。

    转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电气角频率）的差频率，在电动机转子上安装测速发电机(TG)等速度检出器可以检测电动机的速度，检测出的转子速度加上转差频率（与产生所要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。

    转差频率与转矩的关系如图7-3所示的特性，在电动机允许的过载转矩（额定转矩的150%~200%)以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外，电流随转差频率的增加而增加。所以，如果给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。

    图7-3    转差频率与转矩的关系

    为了控制转差频率，虽然需要检出电动机的速度，但系统的加减速特性和稳定性比开环的控制获得了提高，过电流的限制效果也变好。

    根据异步电动机稳态数学模型可以知道，异步电动机稳态运行时所产生的电磁转矩为

    (7-3)

式中p-电动机极对数；

    ω1-定子电压角频率。

    当转差率s很小时，可忽略式(7-3)中的sr1及s²（x1+x2）²，则异步电动机稳态电磁转矩可用如下近似计算：

    (7-4)

    由此可以看出，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。式中sω1为转子绕组感应电动势的频率，称为转差频率，用ωs表示。显然，在定子频率ω1不同时，相同的转差率所对应转差频率不同；同样，在定子频率ω1不同时，相同的转差频率所对应的差不同。

    当U/f恒定时，式(7-4)中(U1/ω1)为常数，电磁转矩正比于转差频率sω1。因此不同频率的电磁转矩曲线为一组平行直线，产生最大转矩的转差频率相同。控制电动机的转差频率可以达到控制电动机转矩的目的。

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