变频调速技术是常见的电机调速方式之一，广泛应用于水泵和风机的节能改造中。目前大多数变频器都同时提供V/F控制和矢量控制两种方式。本文简要讨论两种控制方式的特点，结合实际BA改造案例分析变频器调速方式对输出电压的影响，给出调整变频器调试的方法和建议。

 

01、V/F控制与矢量控制方式对比

变频器V/F调速方式是目前变频器主流控制方法，变频器控制电机转速时保持恒压频比，调节频率需维持电压V和频率F的比率近似不变。V/F控制通用性好，技术成熟且性能稳定，可以满足大多数用户工况要求。V/F控制性能不是很高，对有特别要求的场景需要增加必要补偿手段提高性能。

 

矢量控制根据磁场定向原理将三相输出电流及电压以矢量来表示，分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到分别控制电机磁场及转矩的目的，获得类似他励式直流电机的特性。矢量控制动态响应好，低频转矩大，可以得到更好的控制性能，适用于某些专业驱动场景，特别是对于转矩控制有特定要求的。矢量控制变频器必须配置电动机参数识别功能，如果参数不合适可能会导致运行不稳定，使用范围受到一些限制。

 

变频器输出电压是变频器运行过程中重要参数之一，它与变频器/电机容量、电源电压、电源阻抗、电机转矩有关。比如某品牌变频器的V/F控制方式，50Hz输出电压正常应该在370～380V左右，如果出现输出电压异常现象，一般需要重点检查变频器设置的电机铭牌参数、控制方式、输入电源等。

 

02、案例解析

2.1 现象描述

某BA改造项目在交付实施过程中，发现现场多台某品牌变频器出现输出电压偏低现象。在市电输入为381V左右，变频器调节至47Hz时，输出电压仅347.9V；调节至50Hz时，输出电压仅351V；对比现场已投运20年的其他品牌变频器，末端负载同为75kW冷冻/冷却泵，手动47Hz时输出电压约为360V（条件不允许，预测在50Hz运行工况下输出电压会达到380V）。对比两台变频器具有同样带载能力只是品牌不同而变频器输出电压不一致，一个电压正常一个电压偏低。而这种低电压输出(同等功率下低电压会产生高电流，进而电机发热增加)有可能导致后期设备在运行中发生故障，并导致停机的严重事故。

 

客户现场原变频器

 

以下为此变频器现场记录部分数据：

 

2号75kW冷却泵柜：变频器输入电压381V，输入电流120A，调节至50Hz，输出电压351V，输出电流127A

 

2号75kW冷冻泵柜：变频器输入电压381V，输入电流128A，调节至50Hz，输出电压348V，输出电流160A

 

现场水泵电机功率：2号冷冻/冷却泵-75kW均配置相同品牌变频器

 

2.2问题分析

对照电机铭牌核对变频器参数设置未发现明显异常，检查输出电压偏低的2号冷却泵变频器相关重点参数，发现该变频器调试方式设置为矢量控制方式。查阅此变频器用户手册说明，带载能力超过45kW的变频器出厂默认设置为矢量控制方式，案例中75kW变频器使用矢量控制是可以满足现场使用要求的，输出电压偏低的原因是矢量控制方式下，变频器为了让电机达到预定转速和满足水泵转矩需求，不仅像V/F那样调整输出电压、频率，同时会调整相位，所以变频器可以保持较低输出电压运行但是相应运行电流会增大，此条在实际测试的数据中得到体现。

 

03、解决措施

将变频器改为V/F控制方式，并调整变频器其他参数，经过试运变频器50Hz时输出电压为377V（修改前为354V），符合V/F输出特性并且电压输出正常。同理对2号冷冻泵变频器进行相同处理，结果和上述描述一致。

 

此外，案例中现场冷冻泵电机满频运行时存在明显的过载现象，特别是单泵稳态运行时达到了1.15倍电机额定电流。此时需要对照现场电机、水泵铭牌认真核对变频器设置参数，并对变频器相关重要参数进行调整优化。同时应检查电机绝缘及轴、叶轮磨损等。

 

04、总结

BA控制系统实施需要交付者具备多专业，多学科专业技能，同时也需要交付者需要丰富的工程实施经验，二者缺一不可。案例中供应商，原厂技术支持对自身变频器较为了解而对水泵，电机不了解到情况下解决此类问题就不能达到较好的效果。