（已结束）变频擂台第61期——电机的频率和转速的关系问题 点击：6214 | 回复：30
变频擂台第61期擂台——电机的频率和转速的关系问题
众所周知，目前变频器广泛应用于电机调速领域。这个电机的频率和转速也存在一定的关系。在本期擂台中，我们就来讨论一下电机的频率与转速的关系问题：
1、电机的频率和转速的数学关系式是怎样的？请列举并阐述。
2、在电机实际运行过程中，电压与转速有关系吗？是否有关系，都请分情况讨论（电压从零到超过额定电压）。请详细阐述这些关系。
3、除了频率和电压，还有什么参数和电机转速相关？
4、曾听一位技术人员说：“电机频率越高，增加相同的频率，转速增加值就更高——例如，从50Hz增加到55HZ时的速度差，比从30Hz增加到35Hz时的速度差，要大得多”。试问：这个说法正确吗？请分析并说明原因。
5、电机运行在不同频率下，实际转速和理论转速一致吗？
6、电机实际运转速度怎么测量？有哪些测量方法？请简述。
7、针对以上要求，进行详细阐述。最好能有图片说明，如果能以某品牌举例说明更佳。列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的，作为一等奖。
变频擂台每周一期，本期擂台的最晚结贴时间为：2012年1月1日。
奖项设置：一等奖1名：50MP，二等奖5名：10MP，三等奖10名：30积分。
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
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1 n=60f/p p为极对数 在减去一个电机转差率。
2 从上面公式看，电压与转速没有直接关系，电压与电流及功率有关系，电压低的时候启动不了电机，一般电机的电压在360~400之间（额定380V电机），根据P=UI根号3 COS∮可以得到，电压低了电流就大，电流大产生热量大，会烧电机的。如果用变频器的话，它有一个V/F控制。就是电压比频率是一个常数，电压随频率增减而增减，改变电机磁通，达到电机的转矩不变。
3 极对数影响电机转速。磁通减少也影响电机转速，但是是一种耗能减速方式，说白了就更能体现出异步电机的“异步”二字了。
4 这种说法在理论上有点想不通，大概是转速快了，惯性大加速时间短吧！
5 没有做过实验，我没有发言权，不说这个了。
6 用一个高速计数表，小磁铁粘到电机轴上，探头固定到轴附近，成本挺低，做起来也方便，选一个高速表，精度也挺高的。
说的不对的地方请大家指导。
呵呵，这个又很热闹，再次在说几句。
电机的频率与电机转子的转速有关系，但是其有联系的参数之一并不是全部。
确切的说，电源频率的改变改变的是定子所产生旋转磁场的速度，而电机转子的转速与旋转磁场的速度有关。
转子的转速不但受旋转磁场的速度有关，而且受转子所带负载的大小有关，在空载、轻载、重载、满载、超载等情况下虽然电机的电源频率一定，但是其转子的速度也不一样，这个转子速度与旋转磁场的速度的比较有一个衡量的参数，这就是转差率，通过转差率的大小来判断转子的转速的大小。
电机旋转磁场的转速与频率的关系有一个公式：n=60f/p，所以改变电源频率，其旋转磁场的转速成比例的改变，其是一个线性关系。
电机转子的转速即电机的转速与旋转磁场的转速的关系可以通过转差率S来表示，但是转差率是一个通俗的表示方法，其无法准确的算出，因为电机转子的转速无法准确测出，所以转差率只是一个表征电机特性的方法。
如果要想知道电机转子的准确速度就必须要有速度反馈手段，这个就是速度检测，但是普通的变频器与电机的变频速度控制只是个开环控制，而不是闭环控制，所以这个开环的速度控制就是个粗性控制精度无法保证。而要实现准确的速度控制必须有速度反馈措施，这就是伺服电机。
变频器的速度控制就是变频器发出了一定速度下得电源频率，电机的旋转磁场的速度变成了变频器要求的速度，但是由于电机转子的速度还受所带负载的影响，因此电机的转差率不是恒定不变的，所以这个转差率是变化的，因此转子的速度是变化的，所以与变频器的速度就有区别，因此变频器控制电机的转速是一个粗略控制不是精确控制，要想非常精确的实现电机的速度控制必须需要电机转子的速度反馈，那么这种电机就是伺服电机控制。
回复内容：
对：刘志斌关于引用 jiaoanpeng 的回复内容：……变频器控制电机的转速是一个粗略控制不是精确控制，要想非常精确的实现电机的速度控制必须需要电机转子的速度反馈，那么这种电机就是伺服电机控制。1、伺服电机控制，一定有速度反馈；2、有速度反馈不一定是伺服电机控制；3、变频器的速度闭环控制，比频率闭环控制速度精度要高，比伺服电机速度闭环控制精度要差；内容的回复：
多谢刘老指正，其实偶对于电机的知识还是上学时学过的那一鳞半爪，加上毕业后没有从事电气工作基本上都忘光了，之所以知道伺服电机是因为仪表上用到了很多，比如伺服马达液位计、伺服调节阀等，所以就那这个伺服电机做例子了，见笑。
下夜班睡不着觉，意欲未尽，再说几句，呵呵。
电压与电机的速度关系，确切的说电压与电机转速没有关系，电压是电源加在定子上的电源电压，而电机是一个能量转换工具，所以电源的电压是电机转换能量的一个参数，电机转换消耗的能量与负载相匹配，所以这个电压至于电机转子多带负载有关，而电机转子的速度与负载也有关系，所以这两者能够联系在一起，其桥梁就是负载。
电机转子的转速不但受旋转磁场转速的影响也受转子所带负载的影响，其在相同转速的旋转磁场中由于转子所带负载在空载、轻载、满载、超载下的速度是不同的，这些状况取决于转子的转矩，而转子转矩与不仅受电源的频率影响与电源的电压平方还成正比，所以这个电源电压对电机转子转速的影响要取决于电机所带负载的大小。
在上下班路上路过商业区每天都听到格力变频空调的广告，格力变频空调最低1HZ，那个意思就是省电了，可是这个最低是在什么情况下，那就是在最标准的环境中不带负载情况下压缩机所能够保持不停机运行的最低电压所对应的频率，这个如果负载稍微有一点波动，那么这个1HZ就是个空话了。
1、电机的频率和转速的数学关系式是怎样的？请列举并阐述
按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p（P：电机极对数；f：电机运行频率;s:转差率），增加电机极对数越大，转速升高；减小转差率S，转速增加。
2、在电机实际运行过程中，电压与转速有关系吗？是否有关系，都请分情况讨论（电压从零到超过额定压）。
（1）电机转速和电压有关，因为电机的转差率S和转速有关，改变外加电压可以改变转差率。旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n，转差率公式
频率一定，电压一定，磁场不定，同步转速一定；电压较高时，相同负载，转子转速较高，反之电压较低时，转子转速较低。
（2）有一种电机调速方法叫调压调速，通过改变电压来控制电机转速。电机最大可出力矩和施加到电机的定子电压的平方成正比，如果电压减小10%，则电机最大力矩下降将为原来的0.9^2 倍，即只有额定电压下的81%，同时启动力矩也将减小。
（3）如果考虑机械特性，电压降低会使电机转速下降，下降范围与负载的大小有关，但转速是随机不可控的。电压升高会使转速上升，不过这种转速的 升高是有限的。
3、除了频率和电压，还有什么参数和电机转速相关？
有关的参数：（1）转差率S，（2）电机极对数P、（3）电机的负载有关，负载增加，导致转子速度下降；（4）还有转子串联的 电阻大小有关；（5）对于直流电机的控制，大部分都有负反馈控制，负载加大－－-转速下降－－-测速发电机电压降低－－-给定电压减反馈电压的值变大－－-电枢电流加大－－-转速回升直至达到新的平衡。
4、曾听一位技术人员说：“电机频率越高，增加相同的频率，转速增加值就更高——例如，从50Hz增加到55HZ时的速度差，比从30Hz增加到35Hz时的速度差，要大得多”。试问：这个说法正确吗？请分析并说明原因。
不准确，
不正确，电机最大可出力矩和施加到电机的定子电压的平方成正比，转差率和电磁转矩有关。
5、电机运行在不同频率下，实际转速和理论转速一致吗？
实际转速和理论转速不一致，实际运行情况比较复杂，可能会因为负载情况、电压的稳定性等因素的影响，得到的结果有偏差。
6、电机实际运转速度怎么测量？有哪些测量方法？请简述
方法有：测速发电机法，转速表法，灯光频闪法，计数器法、M法测速法等。
（1）测速发电机法：电机转动带动测速发电机转动，测速发电机的转子切割磁力线产生
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