電動機(jī)和驅(qū)動器原理（二）
 電動機(jī)的頻率和轉(zhuǎn)速
 線性頻率是指電源的每秒完整電周期數(shù)。一個周期是指一個完整的交流電壓或電流波。一次交替是指半個周期。周期時間 (T) 是指產(chǎn)生一個完整的波形周期所需的時間。銘牌上一般使用縮寫指代電動機(jī)的線性頻率。例如，以 CY 或 CYC 代表周期，以 Hz 代表赫茲。赫茲 (Hz)是頻率的國際單位，等于每秒的周期數(shù)。
 在美國，60 赫茲是電源線性頻率的標(biāo)準(zhǔn)值。在加拿大、墨西哥以及大多數(shù)的加勒比國家（如巴哈馬和開曼群島），電源線性頻率的標(biāo)準(zhǔn)值也是 60 赫茲。所有其他國家/地區(qū)均使用 50 赫茲作為線性頻率標(biāo)準(zhǔn)值。在發(fā)展中國家/地區(qū)（沙特阿拉伯、哥倫比亞、哥斯達(dá)黎加等），以及大量使用美國制造的電器產(chǎn)品
 的國家/地區(qū)，工作頻率從 50 赫茲到 60 赫茲不等。
 交流電動機(jī)的額定頻率可以是50 赫茲、60 赫茲或 50/60 赫茲。若改變電動機(jī)的頻率，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也會發(fā)生變化。提高電動機(jī)的頻率將增加電動機(jī)轉(zhuǎn)速，而降低電動機(jī)的頻率將減少電動機(jī)轉(zhuǎn)速。對于銘牌額定值為 60 赫茲的電動機(jī)，若工作頻率為 45 赫茲，則轉(zhuǎn)速為 75%。若工作頻率為 15 赫茲，則轉(zhuǎn)速為 25%。
 電動機(jī)驅(qū)動器是用于通過固態(tài)設(shè)備來控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的電子裝置。若使用現(xiàn)代的電動機(jī)驅(qū)動器，則曾經(jīng)只能在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)能夠以高于或低于額定轉(zhuǎn)速的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然電動機(jī)驅(qū)動器能夠以高于其額定轉(zhuǎn)速的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，但如此操作通常很不**。如果以高于**值的速度運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)，可能會導(dǎo)致電動機(jī)在操作時中斷，產(chǎn)生危險。
 大多數(shù)電動機(jī)制造商都會將其電動機(jī)的**轉(zhuǎn)速設(shè)為高于銘牌額定轉(zhuǎn)速 25％。正因為如此，建議不要以超過銘牌額定轉(zhuǎn)速 20％ 或更高的轉(zhuǎn)速操作電動機(jī)。為了確保*高頻率介于電動機(jī)銘牌額定值的+20％ 或更小范圍內(nèi)，若電動機(jī)銘牌額定值為 50 赫茲，則“*高頻率”參數(shù)應(yīng)設(shè)置為不超過 60 赫茲；若電動機(jī)銘牌額定值為 60 赫茲，則“*高頻率”參數(shù)應(yīng)設(shè)置為不超過72 赫茲。見圖 1-7。
 
 操作者可以使用開關(guān)和電位器或鍵盤來設(shè)置電動機(jī)驅(qū)動器，并為其編程。例如，電動機(jī)驅(qū)動器可以使用雙位開關(guān)和電位器來設(shè)定電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。電動機(jī)驅(qū)動器允許設(shè)置*大頻率輸出，此設(shè)置也就規(guī)定了電動機(jī)的*高運(yùn)轉(zhuǎn)速度。如需設(shè)置電動機(jī)驅(qū)動器的*大頻率輸出，可按照下列步驟進(jìn)行：
 1. 根據(jù)電動機(jī)銘牌上的頻率信息，將雙位開關(guān)設(shè)置為 50 赫茲或 60赫茲。
 2. 將高頻電位器設(shè)定在“額定”位置，并根據(jù)開關(guān)位置將驅(qū)動器的頻率輸出限制為 50 赫茲或60 赫茲。
 3. 從“額定”位置將高頻電位器設(shè)置為*高 70 赫茲。
 雖然也可以使用開關(guān)和電位器對電動機(jī)驅(qū)動器進(jìn)行設(shè)置和編程，但是大部分電動機(jī)驅(qū)動器都使用鍵盤來對驅(qū)動器的電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)編程。見圖 1-8。如需使用鍵盤為電動機(jī)驅(qū)動器的*大頻率輸出編程，可按照下列步驟進(jìn)行：
 1. 確定驅(qū)動器制造商使用的參數(shù)，以設(shè)置驅(qū)動器的*大頻率輸出（可在制造商的操作手冊中查詢）。
 2. 進(jìn)入程序，并設(shè)置*大驅(qū)動輸出頻率。注意：當(dāng)輸入此參數(shù)時，將顯示“工廠默認(rèn)”設(shè)置（或*后修改值）。
 電動機(jī)和驅(qū)動器原理（二）
 
 小心：雖然驅(qū)動器可采用高于額定值的頻率輸出，但其設(shè)置*高不應(yīng)超過電動機(jī)銘牌功率額定值 20％。如果以高于**值的速度運(yùn)轉(zhuǎn)電動機(jī)，可能會導(dǎo)致電動機(jī)在操作時中斷，產(chǎn)生危險。
 電動機(jī)的頻率和電壓
 控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速時，交流電動機(jī)定子的外加電壓的降低幅度必須與頻率的降低幅度大致相同。如果電壓不隨著頻率的降低而降低，電動機(jī)繞組可能會很快過熱，導(dǎo)致電動機(jī)損壞。伏特/赫茲 (V/Hz) 比是指施加到電動機(jī)的電壓與頻率之比。將銘牌上標(biāo)定的額定電壓除以銘牌上標(biāo)定的額定頻率，即可計算出 V/Hz 比。例如，對于額定值為230V/50Hz 的電動機(jī)，V/Hz 比為 4.6V/Hz（230÷50=4.6）；對于額定值為 230V/60Hz 的電動機(jī)，V/Hz 比為3.83 V/Hz；對于額定值為 460V/60Hz的電動機(jī)，V/Hz 比為 7.67 V/Hz。
 增壓涵蓋兩個獨立但密切相關(guān)的參數(shù)：起動增壓和連續(xù)增壓。低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，某些電動機(jī)驅(qū)動器應(yīng)用需要額外的起動轉(zhuǎn)矩，而其他應(yīng)用則需要額外的轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到基礎(chǔ)速度。起動增壓通過在開始時應(yīng)用較高電壓，在起動時提供更高轉(zhuǎn)矩。連續(xù)增壓通過應(yīng)用較高電壓來提供額外轉(zhuǎn)矩以達(dá)到基本速度，但是所用電壓不超過電動機(jī)銘牌所標(biāo)示的額定電壓。這兩個參數(shù)將改變V/Hz 曲線，以提供更多的轉(zhuǎn)矩和電流。見圖 1-9。
 電動機(jī)和驅(qū)動器原理（二）
 
 起動增壓和連續(xù)增壓以電壓或電動機(jī)額定電流的百分比來衡量。兩個參數(shù)之間會相互作用。不同電動機(jī)驅(qū)動器制造商的默認(rèn)設(shè)置有所不同。
 在約 15 赫茲以上，使 V/Hz 比保持線性所需的電壓是一個恒定值。若低于 15 赫茲，外加于電動機(jī)定子的電壓必須提高，以補(bǔ)償交流電動機(jī)在低速時的較大功率損失。增壓的具體數(shù)值取決于具體的電動機(jī)和電動機(jī)的負(fù)載類型（恒定轉(zhuǎn)矩或可變轉(zhuǎn)矩等）。見圖 1-10。
 
 電動機(jī)絕緣等級
 因暴露在較熱環(huán)境中而導(dǎo)致絕緣擊穿是電動機(jī)發(fā)生故障的主要原因。美國電氣制造商協(xié)會 (NEMA) 根據(jù)耐熱性規(guī)定了電動機(jī)的絕緣等級。電動機(jī)絕緣分為四個等級：A 級、B 級、F 級和 H 級，并在電動機(jī)的銘牌上列出。A 級是*不常用的絕緣等級，因為它的溫度等級較低。B 級絕緣*常用于 60 赫茲電動機(jī)，F(xiàn) 級則*常用于 50 赫茲電動機(jī)。H 級是*高的溫度額定絕緣，并應(yīng)盡可能使用。見圖 1-11。
 電動機(jī)和驅(qū)動器原理（二）
 
 電動機(jī)轉(zhuǎn)矩
 電動機(jī)只能在電動機(jī)軸轉(zhuǎn)動負(fù)載時工作。電動機(jī)必須產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩才能開始轉(zhuǎn)動負(fù)載，并按照要求保持轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)矩是指產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的力。電動機(jī)轉(zhuǎn)矩是指電動機(jī)轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的力。電動機(jī)的操作轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和馬力額定值決定了電動機(jī)可做的功。連接至負(fù)載的電動機(jī)產(chǎn)生四種類型的轉(zhuǎn)矩。四種類型的轉(zhuǎn)矩分別是鎖定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩 (LRT)、*低起動轉(zhuǎn)矩 (PUT)、極限轉(zhuǎn)矩 (BDT) 和滿載轉(zhuǎn)矩 (FLT)。見圖 1-12。
 
 鎖定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩 (LRT) 是指電動機(jī)在其轉(zhuǎn)子固定且施加全部功率時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)必須產(chǎn)生足夠的鎖定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩，才能使軸開始移動。鎖定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩也被稱為分離或起動轉(zhuǎn)矩。
 *低起動轉(zhuǎn)矩 (PUT) 是指讓負(fù)載達(dá)到額定速度所需的轉(zhuǎn)矩。如果電動機(jī)不能產(chǎn)生足夠的*低起動轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)可能轉(zhuǎn)動軸，但無法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。*低起動轉(zhuǎn)矩也被稱為加速轉(zhuǎn)矩。
 極限轉(zhuǎn)矩 (BDT) 是指電動機(jī)在其轉(zhuǎn)速沒有突降的情況下所能提供的*大轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動機(jī)負(fù)載增加時，電動機(jī)會產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩，直至負(fù)載過大使電動機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
 滿載轉(zhuǎn)矩 (FLT) 是指在電動機(jī)全速狀態(tài)下產(chǎn)生額定功率所需的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動機(jī)以額定電壓和電流運(yùn)轉(zhuǎn)時，雖然滿載轉(zhuǎn)矩等于電動機(jī)銘牌所標(biāo)示的額定功率，但是對于大多數(shù)應(yīng)用而言，電動機(jī)驅(qū)動負(fù)載時不應(yīng)該 100％（滿載）運(yùn)轉(zhuǎn)。
 電動機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和馬力的關(guān)系
 電動機(jī)的操作轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和馬力額定值決定了電動機(jī)可做的功。驅(qū)動負(fù)載時，操作轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和馬力相互聯(lián)系。電動機(jī)滿載時，它產(chǎn)生滿載轉(zhuǎn)矩。如果電動機(jī)欠載，它會產(chǎn)生比滿載轉(zhuǎn)矩更小的轉(zhuǎn)矩。如果電動機(jī)過載，它必須產(chǎn)生比滿載轉(zhuǎn)矩更多的轉(zhuǎn)矩，才能使負(fù)載以電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。見圖 1-13。
  電動機(jī)和驅(qū)動器原理
 負(fù)載類型
 電動機(jī)可用于驅(qū)動許多不同類型的負(fù)載。當(dāng)以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，電動機(jī)負(fù)載需要恒定轉(zhuǎn)矩 (CT）、可變轉(zhuǎn)矩 (VT) 或恒定馬力 (CH)。由于電動機(jī)驅(qū)動器必須根據(jù)電動機(jī)所需驅(qū)動的負(fù)載類型進(jìn)行設(shè)置或編程，所以必須了解每個電動機(jī)負(fù)載類型。見圖 1-14。
 
 恒定轉(zhuǎn)矩
 恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載 (CT) 是一種電動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求保持不變的負(fù)載。運(yùn)轉(zhuǎn)速度的任何變化都需要馬力的變化。恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載包括會產(chǎn)生摩擦的各種負(fù)載，如傳送帶、齒輪傳動機(jī)械、起重設(shè)備，以及其他能夠以不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)載。
 可變轉(zhuǎn)矩
 可變轉(zhuǎn)矩負(fù)載 (VT) 是一種在不同速度下需要可變轉(zhuǎn)矩和馬力的負(fù)載。承受可變轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，電動機(jī)必須做更多功，才能以更快的速度提供更多的輸出。轉(zhuǎn)矩和馬力都會隨著速度的增加而增加?？勺冝D(zhuǎn)矩負(fù)載包括泵、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)及攪拌器。
 恒定功率
 恒定馬力負(fù)載 (CH) 是一種要求低速高轉(zhuǎn)矩和高速低轉(zhuǎn)矩的負(fù)載。由于轉(zhuǎn)矩的要求隨著速度的降低而增加，所以馬力維持不變。恒定馬力負(fù)載包括生產(chǎn)制造設(shè)施中使用的紙張、金屬和織物纏繞設(shè)備。
 當(dāng)使用驅(qū)動器控制電動機(jī)時，必須根據(jù)負(fù)載類型對驅(qū)動器進(jìn)行設(shè)置或編程。若要對負(fù)載類型進(jìn)行設(shè)置或編程，通常需要確定負(fù)載類型，并針對特定類型的應(yīng)用對驅(qū)動器進(jìn)行設(shè)置或編程。
 如果必須進(jìn)行驗證、建檔或分析，可使用便攜式示波器捕獲和顯示不同的設(shè)置和電路工作條件下的測量值。例如，當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動器被設(shè)定在“CT”（恒定轉(zhuǎn)矩）位置和“P＆F”（泵和風(fēng)機(jī)）位置時，可以捕獲獨立的測量值。采用 CT 設(shè)置
 時，驅(qū)動器以更低和更高的速度輸出更高的功率，以維持負(fù)載上的恒定轉(zhuǎn)矩。此外，采用 P＆F 設(shè)置時，驅(qū)動器以低速輸出較低的功率。當(dāng)更多的液體或空氣以更高的速度移動時，功率增加。見圖 1-15。