变频器工作原理及讲解
变频的原理与应用

变频的原理与应用一、概述变频技术作为一种先进的电力调节技术,广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍变频的原理及其在不同领域中的应用。
二、变频的原理变频器通过改变电源频率来控制电机的转速,从而实现对电机的调节。
具体而言,变频器将交流电源输入经过整流、滤波、逆变等处理后,得到所需的变频电源输出。
其主要原理可以概括如下:1.输入电源整流滤波:将交流电源通过整流电路转换为直流电源,并经过滤波电路削去输出纹波。
2.逆变输出:将直流电源通过逆变器电路转换为可调节的交流电源输出,在逆变过程中通过改变逆变电路的开关频率来实现输出频率的调节。
3.控制单元:变频器通过控制单元对逆变器进行调节,实现频率、电压等参数的控制。
常见的控制方式包括串行通信、模拟控制和数字控制等。
三、变频的应用1. 工业领域变频技术在工业领域中得到了广泛应用,主要体现在以下几个方面:•变频电机驱动:传统的电机驱动方式使用固定频率的电源供电,而变频电机驱动将电机与变频器相结合,可以实现对电机转速的精确控制,大大提高了生产效率。
•节能降耗:通过变频器控制电机转速,能够根据实际负载情况自动调整电机的输出功率,以达到节能降耗的目的。
•调速精度高:变频器可以实现电机转速的精确控制,适用于对转速要求较高的设备,如机床、风机、泵等。
2. 暖通空调领域暖通空调系统是变频技术应用的又一个重要领域,其主要应用在以下几个方面:•变频压缩机:传统的空调系统使用固定频率的压缩机,无法根据负载变化的实际需求进行调节。
而采用变频技术的空调系统可以根据室内温度、负载情况等实时调整压缩机的转速,从而实现能耗的降低。
•精确控制温度:变频技术可以实现空调系统的整体调节,根据室内外温度、湿度等参数来精确控制空调的运行,提供更加舒适的室内环境。
•节能环保:通过变频技术,空调系统可以实现高效运行,避免能量的浪费,达到节能环保的目的。
3. 水处理领域在水处理领域,变频技术也起到了重要作用,常见应用包括:•潜水泵变频调速:将潜水泵与变频器相结合,能够根据实际需求调整泵的运行频率和转速,从而实现水位的稳定控制。
变频器结构和工作原理

三、变频器的结构原理
1、变频器的分类:
交~交型:将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电 源,其主要优点是没有中间环节,变换率高。但其连续可调的频率 范围较窄。主要用于容量较大的低速拖动系统中。又称直接式变频 器。 交~直~交型:先将频率固定的交流电整流后变成直流,在经过逆变 电路,把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电。由于把直流电 逆变成交流电较易控制,因此在频率的调节范围上就有明显优势。 又称为间接性变频器。
二、变频的控制方式
在各种薄膜或线材的收卷或放卷过程 中,要求被卷物的张力F必须保持恒 定即F=C,为此: 1)被卷物的线速度v也必须保持恒定即 v =C,所以卷绕功率是恒定的; 2)负载的阻转矩随被卷物卷径的增大而 增大:但为了保持线速度恒定,负载 的转速必须随卷径的增大而减小: (b) 用转矩控制模式实现 恒张力运行 令 变频器在转矩 控制模式下运行,将 给 定信号设定在某一值下不变。则 电动机的电磁转矩TM也将不变,如 图 (b)中之曲线①所示: TM=C 而动态转矩TJ则随着卷径D 的增大而变为负值,如图(b)中之曲 线③所示。拖动系统将处于减速状态, 满足图(c)所示的转速变化规律。 改 变给定转矩的大小,可以改变卷绕的 松紧程度
2、变频器的组成(交~直~交型)
如下图:
三、变频器的结构原理
a、主电路结构 该电路是现在通用的低压变频器主电路图。不管什么品牌的 变频器,其主电路结构基本如此。因为:整流电路和逆变电 路是两个标准模块,没有变化的空间。
三、变频器的结构原理
b、变频器控制电路 任何品牌的变频器,其 内部功能框图是一样的, 因为变频器要保证正常 工作,必须要有相应的 功能。变频器主要包括: 主电路、电流保护电路、 电压保护电路、过热保 护电路、驱动电路、稳 压电源、控制端子、接 口电路、操作面板、 CPU等。
PPT讲解变频器知识图文结合全面易懂

选择合适的变频器型号和参数配置是关键,同时要注重系 统的整体设计和调试,确保变频器与其他设备的协同工作 和稳定运行。
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行业发展趋势预测
智能化发展
随着工业4.0和智能制造的推进, 变频器将更加注重智能化发展, 实现自适应控制、远程监控和故 障诊断等功能。
高效能化
提高变频器的转换效率和功率密 度是未来的发展趋势,采用先进 的拓扑结构、控制算法和散热技 术是实现高效能化的关键。
PID控制
采用比例、积分、微分算法对反馈信号进行 处理,实现精确控制。
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模糊控制
模拟人的思维方式,根据经验规则对电机进 行控制,适用于复杂系统。
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调试技巧及故障排除
参数调整
根据实际需求调整变频器的参数,如加速时间、减速时间、频率上限等。
波形分析
利用示波器等工具观察电机的电压、电流波形,判断是否存在异常。
逆变
将直流电转换为频率和电压可调的交流电,供给 电动机使用。
ABCD
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滤波
对整流后的直流电进行滤波处理,消除谐波和噪 声。
控制
通过微处理器或数字信号处理器对逆变器进行精 确控制,实现电动机的调速和保护功能。
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常见类型及其特点
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通用变频器
适用于各种负载类型的电动机,具有调速范围广、动态响应快、控制 精度高等特点。
故障诊断
根据变频器的故障代码或指示灯判断故障原因,采取相应的处理措施。
远程监控
通过网络或无线通信方式对变频器进行远程监控和调试,提高维护效率。
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图文结合:详细解读变频器工作 过程
变频器的基本原理及调试方法讲解

变频器的基本原理及调试方法讲解变频器的基本原理及调试方法讲解1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
无论是用于家庭还是用于工厂,单相交流电源和三相交流电源,其电压和频率均按各国的规定有一定的标准,如我国大陆规定,直接用户单相交流电为220V,三相交流电线电压为380V,频率为50Hz,其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同,如有单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等,标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。
把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15--20倍。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器。
变频器也可用于家电产品。
变频器基本原理图讲解

变频器基本原理图讲解
变频器是一种电力变换装置,可以将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号。
它主要由整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
下面我们来逐步分析变频器的基本原理图。
整流电路是变频器的第一个部分,它将交流电源转换成直流电。
整流电路一般由二极管桥或者可控硅等元件组成。
经过整流电路后,电流只能在一个方向上流动。
滤波电路是整流电路输出的直流电进行滤波处理的部分。
它主要由电容器和电感器组成,能使电流平滑、波动小。
滤波电路的作用是减小直流电中的脉动,使得直流电更加稳定。
逆变电路是变频器的核心部分,它将经过滤波处理后的直流电再次转换成交流电。
逆变电路一般由晶闸管、中间频率变压器等元件组成。
通过控制逆变电路的工作方式和频率,可以实现交流电频率的调整。
控制电路是变频器的控制部分,它根据输入的控制信号,实现对整个变频器的控制和调节。
控制电路一般由微处理器、模拟电路等组成。
通过调整控制电路的参数,可以实现对变频器输出信号的频率和幅度的调节。
总之,变频器的基本原理图可以简单概括为整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
它能够将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号,具有广泛的应用。
变频器培训课件ppt课件

行业定制化
针对不同行业和应用场景, 开发定制化的变频器产品, 以满足特定需求并优化性能 。
感谢您的观看
THANKS
实施效果
03
通过变频器控制,实现了空调系统的智能调节,提高了室内环
境的舒适度和空调系统的能效比。
电梯控制系统应用案例
案例背景
某高层住宅电梯控制系统,需保证电梯运行平稳、快速响 应乘客需求。
解决方案
采用变频器控制电梯曳引机电机,根据电梯运行状态和乘 客需求实时调整电机转速和制动力矩,保证电梯运行平稳 、快速响应。
程序编写方法及技巧
编程语言基础
编程技巧与规范
简要介绍变频器编程所涉及的编程语 言基础,如变量、数据类型、控制结 构等。
分享一些实用的编程技巧和规范,如 代码优化、错误处理、注释规范等, 提高学员的编程效率和代码质量。
程序结构与设计
讲解变频器程序的结构和设计方法, 包括主程序、子程序、中断程序等的 设计思路和实现方法。
欠压故障
变频器输出电压过低,可能是电源电 压过低、电源缺相等原因导致。
过热故障
变频器内部温度过高,可能是散热系 统不良、环境温度过高等原因导致。
故障排除方法和步骤
识别故障现象
根据变频器的故障指示或报警信息,识别 出具体的故障现象。
排除故障
根据故障原因,采取相应的措施进行故障 排除,如更换损坏的部件、调整参数设置
实施效果
通过变频器控制,实现了电梯控制系统的精确控制,提高 了电梯的运行效率和乘客的舒适度。同时,变频器还具有 节能效果,降低了电梯的能耗和运行成本。
05
变频器维护保养与故障排 除
日常维护保养项目
清洁变频器表面
定期清除变频器表面的 灰尘、油污等杂物,保
变频器工作原理讲解

变频器工作原理讲解变频器是一种用来控制交流电动机转速的设备,广泛应用于工业生产中。
它通过改变电机输入的频率和电压,可以实现电机的调速运行,从而满足不同工况下的需求。
在本文中,我们将深入探讨变频器的工作原理,帮助读者更好地理解这一关键设备。
变频器的组成变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统组成。
整流器将交流电源转换为直流电,滤波器用于平滑输出的直流电,逆变器将直流电转换为可控的交流电,而控制系统则控制逆变器的工作,实现对电机转速的调节。
变频器的工作原理1.整流器阶段:在整流器阶段,交流电源的输入被转换为直流电,并通过滤波器得到平稳的直流电。
这一阶段的作用是将交流电源转换为直流电,为逆变器阶段提供稳定的电源。
2.逆变器阶段:在逆变器阶段,直流电被转换为可控的交流电。
逆变器根据控制系统的信号,调节输出的频率和电压,从而控制电机的转速。
逆变器是变频器的关键部分,决定了电机的性能和运行效果。
3.控制系统:控制系统监测电机的运行状态,根据实际需求调节逆变器的输出。
控制系统可以根据外部输入的信号,实现速度、转矩等参数的闭环控制,确保电机的稳定运行。
变频器的优势1.节能降耗:变频器能够根据实际负载需求,调节电机的转速和电流,降低电机运行时的功耗,实现节能效果。
2.调速灵活:变频器可以灵活调节电机的转速,适应不同的工况需求,提高生产效率和产品质量。
3.减少电网冲击:通过变频器控制电机的启动和停止过程,减少电网冲击,延长设备的使用寿命。
结语变频器作为一种重要的电气控制设备,在工业生产中发挥着关键作用。
通过本文对变频器的工作原理进行讲解,希未读者能够更好地理解变频器的工作过程和优势,为实际应用提供参考。
在日后的工程实践中,可以根据需求选择合适的变频器,并合理应用于生产中,实现节能、高效的生产目标。
变频器工作原理及应用-PPT

变频器选型—选型原则
确定负载可能出现的最大电流,以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该
电流小于适配电机额定电流,则按适配电机选择对应变频器,考虑成本因素, 如
选用的是通用变频器,则可以选择P型机
以下情况要考虑容量放大一档:
1、长期高温大负荷
2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场
3、目标负载波动大
4、现场电网长期偏低而负载接近额定
5、绕线电机、同步电机或多极电机(6极以上)
变频器选型—选型原则
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。 对于变频器的选配件选配,必须要把握以下几个原则: 以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器
民用场合,如:宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上 电网品质恶劣或容量偏小的场合 如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大,变频器频繁炸机 以下情况要选用交流输出电抗器 变频器到电机线路超过100米(一般原则) 以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量(自由停车需要1min以上,恒速运行电流小于加速电流的设备)
变频器保护功能
由于变频器大量的使用了各种半导体器件,如整流桥、IGBT、电解电容等, 要想保证变频器长期稳定工作,则必须保证各器件工作在其允许条件下。 超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作,待异常条件消失后才能重 新开始工作,如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。
变频器的保护功能
T电机转矩
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩---加速运行 T电机转矩<T负载转矩---减速运行 T电机转矩=T负载转矩---恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
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1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?*1: r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为 rpm.例如: 2 极电机 50Hz 3000 [r/min]4 极电机 50Hz 1500 [r/min]结论:电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。
感应式交流电机 (以后简称为电机) 的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。
由电机的 工作原理决定电机的极数是固定不变的。
由于该极数值不是一个连续的数值(为2 的倍数,例如极数为 2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。
另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机, 这样电机的旋转速度就可以被自 由的控制。
因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。
n = 60f/pn: 同步速度f: 电源频率 p: 电机极对数加入收藏个人首页:管理博客 我的文章:我的相册:我的圈子:我的播客:给我留结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。
因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。
输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。
例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V 改变到约200V2.当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?*1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源)*2: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大, 而当使用变频器供电时, 这些冲击就要弱一些。
工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。
而当使用变频器时, 变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。
通常, 电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。
减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。
通过使用磁通矢量控制的变频器, 将改善电机低速时转矩的不足, 甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。
3.当变频器调速到大于50Hz 频率时,电机的输出转矩将降低通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。
因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
当电机以大于50Hz 频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。
举例,电机在100Hz 时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)4.变频器50Hz 以上的应用情况大家知道, 对一个特定的电机来说, 其额定电压和额定电流是不变的。
如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A, 电机可以工作在50Hz 以上。
当转速为50Hz 时, 变频器的输出电压为380V, 电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz, 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速.这时的转矩情况怎样呢?因为P=wT (w:角速度,T:转矩).因为P不变,w增加了,所以转矩会相应减小。
我们还可以再换一个角度来看:电机的定子电压U = E + I*R (I为电流,R为电子电阻,E为感应电势)可以看出,U,l不变时,E也不变.而E = k*f*X, (k:常数,f:频率,X:磁通),所以当f由50——>60Hz时,X会相应减小对于电机来说,T=K*I*X, (K:常数,I:电流,X:磁通),因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时,小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数.转矩T 和电流成正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变——>最大转矩不变)结论:当变频器输出频率从50Hz以上增加时,电机的输出转矩会减小.5.其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。
载波频率: 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率, 最高环境温度下能保证持续输出的数值. 降低载波频率, 电机的电流不会受到影响。
但元器件的发热会减小。
环境温度:就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.海拔高度: 海拔高度增加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m 以下可以不考虑. 以上每1000 米降容5%就可以了.6.矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的?*1: 转矩提升此功能增加变频器的输出电压(主要是低频时),以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失,从而改善电机的输出转矩。
$ 改善电机低速输出转矩不足的技术使用"矢量控制”,可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz (对4极电机,其转速大约为30r/min )时的输出转矩可以达到电机在50Hz 供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。
对于常规的V/F 控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁不足,而使电机不能获得足够的旋转力。
为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引起的电压降。
变频器的这个功能叫做"转矩提升"(*1)。
转矩提升功能是提高变频器的输出电压。
然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的提高。
因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。
"矢量控制"把电机的电流值进行分配,从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。
"矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化补偿,在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。
此功能对改善电机低速时温升也有效。
1 、什么是变频器?变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、PWM 和PAM 的不同点是什么?PWM 是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM 是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同?变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。
4、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。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150% 额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。
用工频电源直接起动时,起动电流为6~7 倍,因此,将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。
起动电流为额定电流的1.2~1.5 倍,起动转矩为70%~120% 额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
7、V/f 模式是什么意思?频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。
V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM )中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。
因此,在低频时给定V/f, 要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。
可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f 模式或调整电位器等方法9、在说明书上写着变速范围60~6Hz ,即10:1,那么在6Hz 以下就没有输出功率吗?在6Hz 以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz 左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。
变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.10、对于一般电机的组合是在60Hz 以上也要求转矩一定,是否可以?通常情况下时不可以的。
在60Hz 以上(也有50Hz 以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思?给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG 运转的就叫作“开环” 。