异步电机经过变频器调速后扭矩是怎么变化的？

Question

举例：一个额定功率3.7KW的普通异步电机，380V、50HZ，额定转速1450转，电机与电源之间接入一个变频器进行调速，将电机的速度使用变频器调到1200转以后，那么电机的扭矩是增加了还是减小了？请详细说明其原理

Answer 1

首先我们需要了解异步电机的工作原理。异步电机是一种基于电磁感应原理的电气设备，其工作原理是当电机旋转时，磁场和电流在电机定子与转子之间产生相互作用力，进而产生扭矩驱动电机旋转。电机的转速与电源频率、电机极对数以及电机转差率等多个因素有关。
当我们在异步电机上使用变频器进行调速时，实际上是通过改变电源频率来改变电机的工作状态。具体来说，当电源频率降低时，电机的同步转速也会降低，而电机的扭矩与电源频率的关系是反比的，即电源频率越低，扭矩越大。反之，当电源频率升高时，电机的同步转速会增加，扭矩会减小。
回到问题中来，我们以一个额定功率为3.7KW的异步电机为例，当使用变频器将其速度调到1200转时，由于电源频率降低，电机的扭矩会相应增加。这是因为在异步电机中，扭矩与电源频率是反比关系，转速与电源频率是正比关系。因此，当转速降低时，为了保持原有的扭矩不变，电机的电磁设计需要相应的调整以适应新的工作状态。
总的来说，使用变频器调速时，异步电机的扭矩会随着电源频率的改变而发生变化。在需要精确控制扭矩的场合，可以通过调整电源频率来实现。

Answer 2

对于普通异步电机变频器常见（用户没有特殊要求时）的控制策略是：额定转速以上恒功率，额定转速以下恒转矩。

对于普通电机来说，输出功率是转速和转矩的乘积。

当被控转速高于额定转速时，如果转矩不变电机的输出功率会超过额定功率，导致电机损坏。所以在被控转速大于额定转速时变频器会采取降低电压或限制电流等措施控制电机的转矩随转速上升而下降，使电机的输出功率稳定（不超过）额定功率。

当被控转速低于额定转速时，如果输出功率不变电机的转矩就超过额定功率（转速）下的规定转矩，有可能导致负荷设备损坏，同时降速不降功率也不符合节能要求。所以在被控转速低于额定转速时变频器会控制电机的转矩稳定。此时电机的输出功率随转速下降而下降。

---

旋转机械（电动机） 功率、扭矩、转速 关系：

电机功率：P = T×n / 9549

式中：T－扭矩，单位N•m

P－输出功率，单位kW

n－电机转速，单位r/min。

9549－常数，单位换算产生。