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V/f曲線

V/f曲線(V/f curve, V/f pattern)是用變頻器驅動感應馬達時,所設定輸出電壓(V)及輸出頻率(f) 的關係曲線(或是折線),常用在變頻器的V/f控制(純量控制)中,可適用在一些較簡易,不要求精度的場合上。

常見的V/f曲線會使輸出電壓和輸出頻率成正比,也就是讓磁通(電壓和頻率的比值)維持定值。不過上述的假設未考慮低速的定子電阻壓降,若要考慮在內,會需要增加低速的電壓,一般會稱為轉矩提昇(torque boost)。

有些V/f控制的變頻器中,允許設定輸出電壓和輸出頻率平方成正比的曲線,以配合風扇的負載特性[1],也有些有多點可設定的V/f曲線[2][3]

和V/f控制有關的技術

感應馬達本身存在滑差(即其實際轉速和同步轉速之間的差距),在低速大電流時影響較大,因此有些V/f控制會根據馬達參數計算滑差,根據滑差調高輸出頻率(以及其輸出電壓),此技術稱為滑差補償(slip compensation)。

感應馬達配合變頻器驅動時,在特定頻率及電壓時會有出現震盪不穩定區,因此需透過演算法避開此不穩定區,此演算法稱為anti-hunting。

V/f控制啟動時,會由最低頻率開始往上加速到所需的頻率,若馬達在啟動前不是靜止,已因為外力(例如風)而旋轉,用V/f控制啟動會出現大電流,此時需配合演算法去量測馬達實際轉速,再設法輸出對應的頻率及電壓,此演算法稱為速度搜尋(speed search)或旋轉啟動(spin start)。

V/f控制的優點和缺點

V/f控制在設定時,不需知道馬達或負載的參數,也不需透過參數自動量測來確認馬達參數,為其優點。

V/f控制的缺點是不容易求得各頻率點的電壓值,若電壓值過低,有可能造成馬達無法啟動,若電壓值過高,輸出電流大,但給馬達的功因會降低,馬達容易過熱而損壞。

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參考資料

  1. ^ 亞洲工業能效指南電力能源設備-電動機 (PDF). 印度國家生產力委員會. [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. 
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