變頻器控制交流電動機正反轉技術的研究

陳天毅　劉隆強　張新民　周平

摘 要 變頻器控制交流電動機正反轉技術是當前節能設備的變頻器采用的主要原理。本文將變頻器控制交流電動機正反轉技術的理論和實際應用相結合，對變頻器控制交流電動機正反轉技術進行概述、對變頻器控制交流電動機正反轉技術的類別進行分析、對變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作原理及工作方式進行研究和變頻器控制交流電動機正反轉技術的運轉原理進行分析說明等。力求對變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作原理、控制方法等進行明確闡述說明，使變頻器控制交流電動機正反轉技術的理論更符合實際情況的應用。為目前變頻器控制交流電動機正反轉技術的發展提供理論基礎和實際應用提供理論前提。

【關鍵詞】變頻器 交流電動機 正反轉技術

1 引言

變頻器控制交流電動機正反轉技術作為當前節能設備的變頻器采用的主要原理。對變頻器控制交流電動機正反轉技術進行研究具有十分重要的意義與原因。對變頻器控制交流電動機正反轉技術進行研究不僅對當前節能設備的變頻器采用此項技術有更好的理論依據和說明，更能對變頻器控制交流電動機正反轉技術未來的發展提供依據和理論基礎。

2 變頻器控制交流電動機正反轉技術的概述

在變頻器控制一些微型的電動機的時候，電流主要被分相電容器分成兩相電流，即正、反相電流。這正、反相電流的運轉方法主要分為兩種：其一是在電源與電機被斷開的同時，互換主、副繞組中的任一繞組的首和尾兩端；其二是在電機停止運轉的同時，將串接從主繞組的電容器上換接到副繞組的電容器上。

2.1 變頻器控制交流電動機正反轉技術的定義

變頻器控制交流電動機正反轉技術主要是在變頻器控制一些微型的電動機的時候，電流主要被分相電容器分成兩相電流，即正、反相電流的基礎上產生的。

2.2 變頻器控制交流電動機正反轉技術工作原理

變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作原理：n=（1-s）*60f/p。

其中p為電機極對數，f為電動機定子電源頻率，n為電動機的轉速。當p一定時，在轉差率的浮動不大的情況下，對f進行調節，n與其的變化成正相關變化。其中，變頻器的作用主要是利用通斷半導體器件而作用于頻率固定的交流電，而將此變成頻率可調的交流電。

2.3 變頻器控制交流電動機正反轉技術工作方式

變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作方式主要取決于變頻器的工作方式。而變頻器的工作方式主要分為兩種：

一是交-交變頻器，主要工作方式是頻率電壓連續可調的交流電是直接由頻率固定的交流電轉換而來的。這種工作方式有優點也有其一定的弊端。優點：由于省去了中間的環節，因而變換的效率比較高。弊端：由于連續可以調節的范圍比較窄，通常在額定的頻率的1/2以下，所以應用的范圍也比較窄，主要適用于容量比較大的低速拖動系統中。

二是交-直-交變頻器，主要工作方式跟交-交的直接轉換成連續可調的交流電不同，是先將頻率固定的交流電整流為直流電，然后再把之前轉化的直流電變成頻率和電壓連續可調的交流電。這種方式相較于之前一種比較容易控制，所以具有相對的優勢，成為現在廣泛使用的一種變頻方式。圖1為變頻器控制交流電動機正反轉控制電路組成圖。

3 變頻器控制交流電動機正反轉技術的分類

變頻器控制交流電動機正反轉技術的分類主要是依據變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作原理。主要分為以下三類：

3.1 V/f控制變頻器

V/f控制變頻器的最基本的特點是同時控制變頻器輸出的電壓和頻率，控制變頻器輸出的頻率和電壓之間的比值一定，因而所得到的轉矩特性。V/f控制變頻器具有一定的優點和局限性。優點是：變頻器操作的過程簡介，電路的構造簡單，因而成本比較低；局限性在于適用范圍具有局限性，主要用于一些對精度要求較低的通用變頻器。

3.2 轉差頻率控制變頻器

轉差頻率控制變頻器是在V/f控制變頻器的基礎上對控制做出進一步改進的的一種變頻器。轉差頻率控制變頻器的工作方式主要是根據電動機的實際轉速和所需要的轉差頻率的和所決定的，而實際轉速和所需要的轉差頻率的得出是根據電動機上的速度傳感器得出實際轉速，而構成的速度閉環，速度調節器上輸出的數據就是轉差頻率。轉差頻率控制變頻器與V/f控制變頻器相較，由于是利用控制轉差頻率來控制電流的，所以在限制過流等上具有很大的提高，具有更大的優勢。

3.3 矢量控制變頻器

矢量控制變頻器是具有更高性能的控制方式，矢量控制變頻器的工作方法主要是分別控制異步電動機的勵磁電流（即定子電流產生磁場電流的分量）和轉矩電流（即與勵磁電流垂直的產生的電流分量）。因為在控制過程中需要同時控制異步電動機中定子電流的相位與幅值（即定子電流的矢量），所以被稱為矢量控制變頻器。

4 變頻器控制交流電動機正反轉控制電路

變頻器控制交流電動機正反轉控制電路有不同的部分組成，各個部分具有不同的功能。而且變頻器控制交流電動機正反轉控制電路的各個部分各司其職，以確保電動機的正常運轉。

4.1 變頻器控制交流電動機正反轉控制電路的組成

變頻器控制交流電動機正反轉控制電路的組成分為以下兩個部分：一是變頻器控制交流電動機工作的主電路，二是為實現變頻器控制交流電動機正反轉的控制電路。其中變頻器控制交流電動機工作的主電路包含交流接觸器的主觸頭、變頻器內置的反向序和變頻器內置的正向序變換器以及交流電動機。而控制電路則包含變頻器的輔助電路，兩個控制按鈕和停止按鈕，繼電器和電位器，正反轉控制按鈕和接觸器線圈等。

4.2 變頻器控制交流電動機正反轉控制電路的運轉

變頻器控制交流電動機正反轉控制電路內置有輸出常閉接點與輸出常開接點，變頻器控制交流電動機提供+10V的電源，其中還裝有頻率給定信號電位器。

接觸器的主觸頭控制電源，此電路最大的特點是增加了也個特殊的控制開關，當原來的控制開關接通時，電動機是正轉的，而當這個新增加的開關接通時，電動機將發生反轉。

接通控制按鈕，接觸器的線圈發生自鎖并開始電動，主觸頭接通，同時變頻器的輸入端得到電源，整個系統開始進入準備狀態。

接通正反轉按鈕之一，繼電器得到電動作，它的前接點自動閉合，后接點斷開，最終使得電動機正轉。相似，反轉的原理與正轉的原理相符，只是接通的控制按鈕不同。

停機的操作，按下停止按鈕，繼電器停止電動作，它的接點會斷開，同時變頻器內置的的電路終止運作，電動機停機。如果仍想要使電動機運轉可重復第一步的操作即可。

5 總結

對變頻器控制交流電動機正反轉技術的研究，主要是因為變頻器控制交流電動機正反轉技術在當代的廣泛應用，并引起廣泛的重視。因此本文對變頻器控制交流電動機正反轉技術進行了概述，并且對變頻器控制交流電動機正反轉技術的分類進行了詳細的描述。并且對變頻器控制交流電動機正反轉技術的工作原理進行了簡要分析，使之更易于被理解和應用。本著理論和實際應用相結合的方式，目的是對變頻器控制交流電動機正反轉技術進行深刻的分析，以使得對當前對此項技術的應用與引進有更好的理論依據，同時為變頻器控制交流電動機正反轉技術未來的發展提供依據和理論基礎。這些對于變頻器控制交流電動機正反轉技術具有很大的意義，因此值得我們繼續研究，以更符合實際應用。

參考文獻

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作者簡介

陳天毅（1966-），男，重慶市開縣人。碩士學位。現為中國空氣動力研究與發展中心設備設計及測試技術研究所高級工程師。研究方向為測量技術與控制技術研究及應用。

劉隆強（1973-），男，重慶市巴南區人。碩士學位。現為四川綿陽中國空氣動力研究與發展中心4所高級工程師。研究方向為氣動與液壓控制專業。

張新明（1973-），男，新疆維吾爾自治區米泉市人。碩士學位。現為中國空氣動力研究與發展中心4所工程師。研究方向為計算機控制專業。

周平（1963-），男，四川省三臺縣人。博士學位。現供職于中國空氣動力研究與發展中心4所。研究方向為計算機控制。

作者單位

中國空氣動力研究與發展中心設備設計及測試技術研究所 四川省綿陽市 621000