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V/f曲线

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V/f曲线(V/f curve, V/f pattern)是用变频器驱动感应马达时,所设定输出电压(V)及输出频率(f) 的关系曲线(或是折线),常用在变频器的V/f控制(标量控制)中,可适用在一些较简易,不要求精度的场合上。

常见的V/f曲线会使输出电压和输出频率成正比,也就是让磁通(电压和频率的比值)维持定值。不过上述的假设未考虑低速的定子电阻压降,若要考虑在内,会需要增加低速的电压,一般会称为转矩提升(torque boost)。

有些V/f控制的变频器中,允许设定输出电压和输出频率平方成正比的曲线,以配合风扇的负载特性[1],也有些有多点可设定的V/f曲线[2][3]

和V/f控制有关的技术

感应马达本身存在滑差(即其实际转速和同步转速之间的差距),在低速大电流时影响较大,因此有些V/f控制会根据马达参数计算滑差,根据滑差调高输出频率(以及其输出电压),此技术称为滑差补偿(slip compensation)。

感应马达配合变频器驱动时,在特定频率及电压时会有出现震荡不稳定区,因此需透过算法避开此不稳定区,此算法称为anti-hunting。

V/f控制启动时,会由最低频率开始往上加速到所需的频率,若马达在启动前不是静止,已因为外力(例如风)而旋转,用V/f控制启动会出现大电流,此时需配合算法去量测马达实际转速,再设法输出对应的频率及电压,此算法称为速度搜寻(speed search)或旋转启动(spin start)。

V/f控制的优点和缺点

V/f控制在设定时,不需知道马达或负载的参数,也不需透过参数自动量测来确认马达参数,为其优点。

V/f控制的缺点是不容易求得各频率点的电压值,若电压值过低,有可能造成马达无法启动,若电压值过高,输出电流大,但给马达的功因会降低,马达容易过热而损坏。

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参考资料

  1. ^ 亞洲工業能效指南電力能源設備-電動機 (PDF). 印度国家生产力委员会. [2012-12-03]. (原始内容 (PDF)存档于2010-06-13). 
  2. ^ Basics of AC drives: Hardware-Part 2: slide 2 of 9. [2012-04-18]. (原始内容存档于2012-04-19). 
  3. ^ Bose, Bimal K. Adjustable Speed AC Drive Systems. New York: IEEE Press. 1980. ISBN 0-87942-146-0.