四、变频器控制中的电流和电压

（一）由定子电流产生旋转磁场

电动机的旋转磁场如图2-19所示。

（二）旋转磁场的转速

旋转磁场的转速和磁极的对数有关，异步电动机有2极、4极、6极、8极、10极等，每2极为一对，4极=2对、6极=3对、8极=4对、10极=5对等。磁场转速表达式为

n₁=60f₁/P

式中 f₁——电源频率（Hz）；

P——磁极对数，P=1，2，3…；

n₁——旋转磁场的转速（r/min）。

2极，n₁=3000r/min；4极，n₁=1500r/min；

6极，n₁=1000r/min；10极，n₁=600r/min……

图2-19 电动机的旋转磁场

（三）变频器拖动的是电动机，电动机流过什么电流，变频器就输出什么电流，所以必须分析电动机的电流情况。

1.旋转磁场与转速差

转速差为：Δn=n₁-n

I₂——转子电流；

T——转子转矩。

由于I₂是来自定子电流I₁，Δn∝I₂∝T∝I₁。

2.结论

1）电动机的输出电流I₁和负载转矩T_L、转速差Δn成正比。

2）电动机的转子转速低于旋转磁场的转速Δn。

3）Δn随着电动机的转矩T的变化而变化，定子电流I₁也随着T的变化而变化。当T增加时，I₁上升，电动机的转速n下降。因为电动机的转矩T就是负载转矩T_L，所以有

（四）Δn（Δf）概念在分析变频器运行中的应用

电动机起动过程分析

因为电动机突然加上较高频率，会使Δn很大造成过电流，所以变频器是在0速起动。

1）当电动机从0速起动时，n₁上升到额定Δn时，电动机具有额定转矩，转子在额定转矩的作用下随着变频器的输出频率逐渐上升，直到电动机达到正常转速。

2）如果频率上升到Δn时电动机转子还没有转动，此时电动机达到了额定转矩，同时达到额定电流。如果因为负载重转子转不起来，n₁继续上升，Δn进一步增大，I₁进一步增大，当I₁达到过电流值，变频器过电流跳闸。

（五）负载短路过电流情况

当电动机短路，负载变为电阻性，一是阻值很小，二是没有了电动机起动的电磁感应过程，也就是没有频率Δn的上升过程，变频器一给电就过电流，并且这种过电流还会造成变频器的开关模块损坏。变频器起动时有Δn的上升过程和没有Δn的上升过程，是分析电动机起动过电流或短路过电流的依据。负载短路如图2-20所示。

（六）四种过电压情况的图解

四种过电压情况图解如图2-21所示。

图2-20 负载短路

图2-21 四种过电压情况图解