如何使用 VFD 驱动单相电机？

使用变频器调速有很多优点，很多小功率电机采用单相供电，如何使用变频器调速单相电机呢？

一、单相电动机的现状
单相供电的机械设备一般采用1.5kW以下的交流电动机，此外，绝大部分采用单相起动电容电动机，也有少数设备采用单相运转电容电动机。采用单相起动电容电动机时，起动时离心开关闭合，起动电容接通，当电动机转速达到额定转速的75%左右时，离心开关断开，起动转矩约为额定转矩的2.4倍，冲击电流约为额定电流的7倍，这种方式冲击电流大，机械冲击大，起动转矩大，不能调速。采用单相运转电容电动机时，无离心开关，运转电容长期接通，这种电动机起动转矩小，一般为额定转矩的3/5，因此只适用于风机、水泵等特性较软的负载。还有一些单相运转电容电动机，增大运转电容可以增加起动转矩，但起动电流约为额定电流的6倍，且有机械冲击。单相运转电容电动机采用调压方式改变电动机的转差率，也可以实现无级调速，但这种方式效果不好，转速控制不稳定，转矩特性差，使用变频器可以使单相设备具有良好的无级调速性能。

二、单相电动机变频器的使用方法

使单相电机当作两相电机工作
省去单相电机的启动电容或运行电容，并省去离心开关，使单相电机当作两相电机工作。 电机的主绕组和副绕组通过变频器进行调速控制。单相电机的副绕组比主绕组相位超前90°，使电机形成圆形旋转磁场，电机特性好。 变频器将直流高压通过八个功率器件逆变为变频交流电，驱动主绕组，另四个功率器件逆变为相位超前90°的交流电驱动副绕组，总频率由前级放大电路同步控制（如下图所示）。 该变频器性能好，能使两相电机准确地在圆形磁场下旋转。 电机的起动和运转转矩取决于主绕组和副绕组的持续电压，变频器可以设定这些电压。变频器可使两相电动机实现无冲击的软启动或软关断，具有良好的启动转矩特性，缺点是采用8个功率器件，变频器成本较高。

使用单相变频器
单相电动机不能简单地与变频器连接，由于离心开关不能进行无级调速，必须取消。启动和运行电容不能承受变频器的高频载波，在高频下，电容容易发热或烧坏。单相电动机中的运行电容是将次级绕组相对于主绕组超前90°配置的，这样的配置是在50Hz的工频下进行的，电容的容量与工频有关，因此由于工频的变化，运行电容不能保证原来移相90°的要求。要将单相变频器应用于单相运行电容电动机，必须解决上述问题。应用单相变频器必须降低载波频率，消除高频载波或谐波，以减少对运行电容造成的危害。在单相运行电容电动机中，运行电容不宜采用电解电容。应采用高品质、耐高频率的固定电容，这样就可以使用单相变频器了（如下图），使用单相变频器成本低，但由于电容的存在，无法从根本上达到两相电机的深层特性，但经济实用，结合在一般轻载下的良好应用，具有实用价值。

在民用场合，必须采用单相电源，使用变频器后，电机可以实现无级调速，从而提高性能，不仅有利于工作质量，而且有利于节能。各种单相220V电源的变频器比三相380V的变频器成本低，相对经济。

来源：ATO