原帖链接：一个变频器电压参数设置错误导致的问题

本来呀，我只是用了《电工技术》课程里学到的一个公式随便解释了一下，没想到这么多人给我点赞，让我很不好意思！

好想多聊一些有用的东西。可是说什么好呢？考虑到我是 “混” 在论坛里面少数的非专业人员（我是学高分子化工的 ），不敢乱发一些不专业的探讨帖子，还是说一些故事比较好！

还是先从这个公式聊起吧：

U = 2πf ×N×B×S

其中，U 是电压，f 是频率，N 是电枢绕组匝数，S 是线组的截面积，B 是定子的磁感应强度。

则有：

U/f = 2πNS × B

第 1 个故事：为什么 AC/DC 电源适配器容易烧毁？

大学时代（1989年），同宿舍的一位哥们家底比较殷实。他买了一台 京华 收录机，而且是出口转内销的那种。那时候的 AC/DC 电源适配器，里面就是一个小变压器+整流+滤波电路而已，体积还比较大（功耗比较大，散热要求高）。不像现在使用的是效率更高的开关电源，功耗小，体积也小。

那哥们把它的 AC/DC 电源适配器每天 24小时插在插座上。把我们其他几人羡慕坏了！

可是，半个学期刚过，这个 AC/DC 电源适配器 内的 变压器 烧掉了！！

这是为什么呢？我们这伙学工科的开始调查。仔细查看 AC/DC 电源适配器上的 赫然写着：额定电压：AC220V，额定频率：60Hz！

如果用上面的公式来解释的话，无论是 50Hz 的变压器 还是 60Hz 的变压器，考虑到磁滞曲线的影响，它们的磁感应强度 B 的值都应该选择的差不多。就像晶体管放大电路的静态工作点的选择一样，太高则容易进入饱和状态；太低则容易进入死区。

所以，U、B 与 S 三个参数定下来以后，f 与 线圈匝数 N 成反比。也就是说，60Hz 的变压器线圈匝数 比 50 Hz 的变压器的线圈匝数要少。

当你把 60Hz AC220V 的变压器接在 50Hz AC220V 的电路上以后，因为 f 降低了，那么只有 磁感应强度 B 上升才能稳定工作。磁感应强度 B 上升，则意味着励磁电流 Io 的上升。那么，它的功耗自然也要上升，产生的热量同样也要上升。所以，时间一久，则变压器的线圈烧毁的可能性就上升了！

第 2 个故事：为什么进口的转子粘度计的电机会烧毁？

2017年在讨论一个新项目的时候，ZJG 工厂的 QA 工程师说，他们购买的一台进口的 BrookField 品牌的转子粘度计的电机烧毁了。BrookField 确实是一流的品牌，它的转子粘度计质量不至于这么差吧？！我们在 SJG 工厂的 QA 实验室内有多种 BrookField 品牌的粘度计，从没有发生过烧毁的事故呀！

原来 ZJG 的 QA 工程师们比较 “迷信” 美国那边的产品质量，通过美国工厂购买了这台粘度计。但并没有向厂家提供我们的市电情况，买来的转子粘度计配置的电机居然是 AC110V 60Hz 的！

因为电压不匹配，ZJG 的电气工程师帮助 QA 专门配备了一台 AC220V/AC110V 的变压器。然而，即使这么努力地去改进了，但还是把电机烧掉了！

如果用上面的公式来解释的话，还是这个 U/f 的不匹配引起的：

110V/50Hz = 2.2 V/Hz，110V/60Hz ≈ 1.83 V/Hz

当把 60Hz AC110V 的电机用在 50Hz AC110V 电路上时，因为 60Hz 的电机电枢绕组匝数 N 比 50Hz 的电机电枢绕组匝数 N 要少，所以致使磁感应强度 B 增大到接近或达到磁饱和的程度，最终引起电机烧毁！

对于这个问题，我只能告诉 ZJG 的同事们：我阅读过 BrookField 转子粘度计手册，其实所配的电机就有 AC230V/50Hz 的，只是你们没有告诉商家。以致于商家以为是美国那边工厂使用的！

只能建议他们联系 BrookField 在中国区的代理，再购买一台配套的 AC230V/50Hz 的电机就可以了。

第 3 个故事：四套 “进口” 的高速混合机，为什么有两套却很容易跳车呢？

在 SJG 工厂有一个特殊的 ATV 车间。它的特殊之处在于，安全需要厂长负责，但生产管理却不需要厂长知道！所以，在 SJG 工厂工作 4年了，都没有进过那个 ATV 车间。就知道 它们的产品利润率很高，但赔偿率也很高。

2009年公司业务调整，终于把我们两个车间合并了。Line Manager 安排我从设备的操作角度来调查一些影响生产的因素。

其中有两套 1997～98年前后从日本 “进口” 过来的（实际上是低端工艺转移到中国）液压驱动的高速混合机，两套从韩国 “进口” 过来的。它们的电机都是市电直接电机的，而且功率都是相同的。可是，偏偏从韩国 “进口” 来的电机很容易跳车！

调查结果如下：

日本 “进口” 的马达 额定电压：AC440V，额定频率：60Hz

韩国 “进口” 的马达 额定电压：AC400V，额定频率：60Hz

再用上面的公式来分析：

日本 “进口” 的马达： U/f = 440V/60Hz ≈ 7.33 V/Hz

韩国 “进口” 的马达： U/f = 400V/60Hz ≈ 6.67 V/Hz

当它们接到我国的市电网络后，实际的： U/f = 380V/50Hz = 7.6 V/Hz

从这三组数据来看，AC440V/60Hz 的马达，它的 U/f 数值反倒与我国的电网的 U/f 值很接近，在工频条件下，它的励磁电流不会有明显的增大。因此，日本 “进口” 的两套设备能够稳定工作。

而从韩国 “进口” 的马达，因为它的 U/f 数值与我国的电网的 U/f 值相差有点大，导致励磁电流上升得较多。当负荷稍大就很有可能因过热而过载跳车。

调查后的解决办法：

1. 全部换成变频器来驱动。可惜因为投资比较大被否决了；

2. 适当降低 Lot Size。这个建议比较容易实现，只是会降低产量。但相较于质量不稳定引起的赔偿，那这点牺牲还是值得的。

后来这个建议得到了验证，产品的质量果然稳定了！

这几个故事告诉我们几件事儿：

1、不能不经思考，随便将电机接到不适合当的电源上。60Hz的电机用50Hz电网驱动，或反过来（国产电机国外使用。）将会带来什么结果？

当然也有电机标注（50/60Hz），这类设计时就考虑到的。

2、从侧面也说明，变频器的快速设置（调试）应该正确将电机参数输入的重要性。同时，要做好静态辨识。

3、不得已的使用，要知道将会带来哪些结果：

例如：

设计为60Hz执行器在50Hz电网中使用，发热量会提高20%。

110V电器在220V电网中使用电流会增大一倍。

但是，发热 ->烧毁过热是需要时间的。

第 4 个故事：变频器参数设置不当，引起保护

2004年 第一次接触变频器。想起来当时自己的胆子真大！竟然敢让别人设计双螺杆喂料机；在自己还没有完全明白变频器各参数意义的时候，自己为了这个 1.5kW 的双螺杆喂料机电机配了一个 1.5kW 的富士变频器；然后这个喂料机被我安装在 4 个 Mettler Toledor 称重传感器上，再配上一个 Mettler Toledor 的 Panther 称重显示器，做成了一个减量秤。

经过一番参数设置以后，按下启动按钮。可是，不到 10秒，变频器保护。用手一摸电机，奇烫无比！！！

当时可把我吓得一身冷汗呀！

经过仔细排查，最后发现是我忘记更改了额定电压这个参数。默认的值是 400V！

再套用这个公式：

U/f = 400V/50Hz = 8.0 V/Hz

这个值比电网的 U/f = 380V/50Hz = 7.6 V/Hz 要大不少。所以引起了励磁电流增大，然后引起电机过热！