10.为什么在变频的同时还要变压？

众所周知，异步电动机定子绕组内的感应电势可由下式表示：

式中　E₁——定子每相感应电势，V；

f₁——定子频率，Hz；

W₁——定子绕组匝数；

k_W1——定子绕组系数；

Φ₁——定子每极磁通，Wb；

U₁——定子相电压，V。

可见，Φ₁∝U₁/f。当定子频率f下降或升高时，若U₁不变，会导致磁通Φ₁的增大或减小，从而使电动机的最大转矩减小，甚至发生电动机堵转，或者使磁通饱和。因此，为了维持磁通恒定，必须在调节电源频率的同时调节电压。根据U₁和f₁的不同比例关系，变频器有以下几种调速方式。

①恒转矩调速。当频率f≤f_e（额定频率，即50Hz）时，电磁转矩T与（U₁/f₁）²成正比，为使T保持不变，即电动机拖动负载能力不发生改变，所以在调频的同时要调压。这种恒磁通变频变压调速方式又称恒转矩调速。

②恒功率调速。当频率f>f_e时，若仍按恒转矩调速方式控制，则会使U₁超过U_e（额定电压），这是不允许的。这时必须改用恒功率调速方式，即当f₁>f_e时，保持U₁=U_e，不进行调压控制。但随着频率f的升高（转速n升高），磁通Φ₁会变小，电磁转矩也变小。又从公式可知，当转矩T减小的倍数和n增加的倍数相等时，功率P维持不变，这种升频定压调速称为恒功率调速。不过T和n不是严格地等比例增减，这只是一种近似的恒功率调速方式。

如果要准确地维持恒功率调速，必须按（常数）的原则进行频率、电压的协调控制。

③低频段的电压补偿。当频率低于20Hz时，电动机定子绕组内的感应电势E₁≠U₁（定子电压），而是U₁=E₁+I₁Z₁。公式中的定子绕组相阻抗Z₁引起的电压降不可忽视（式中I₁为定子绕组相电流），从而表现为输出转矩T减小。为了避免电动机输出转矩下降，一般变频器都要在低频区进行电压补偿。