‍緣起

朋友圈曾有朋友疑惑數據中心水泵、壓縮機、風機變頻后電壓到底下降了沒有？

電壓下降不是容易燒電機么？

低電壓為什么燒電機

電機常見三種負載：恒轉矩、恒功率、二次方率；

P=FV=UI，M=F*R，V=2πRn/60；

P功率，w；

F力，n；

V速度，m/s;

U電壓，V;

I電流，A;

M轉矩，Nm；

R轉動半徑，m；

n轉速，r/min；

P=Mn*π/30;公式1

n=60f(1-s)/p；公式2

f為電源頻率；

s為轉差率；

p為定子旋轉磁場的極對數。

恒轉矩：負載、電機轉矩基本不變,功率隨轉速一次方變化；

恒功率：負載、電機輸出功率基本不變，轉矩與轉速成反比；

二次方率：負載、電機轉矩與轉速成二次方關系，功率與轉速成三次方關系。

像數據中心常見風機、水泵、壓縮機都基本接近二次方率負載。

低電壓不一定會燒毀電機，但是如果頻率不變，電壓下降，并且負載較重，則有較大可能。

變頻之后電壓的變化

U=E=4.44f*N*K*Φ;

E是定子繞組的感應電動勢,V;

N為繞組線圈匝數;

k為繞組分布系數;

Φ為磁通量;

M=C×Φ×I×R;

C電機常數;

φ電機磁通;

I電流;

首先降頻之后，轉速同比例變化，此時電壓如果下降恒轉矩負載及二次方率負載，功率均下降，電流不會顯著增加，正常情況下不會出現應電壓下降而導致的燒電機情況。

如果頻率f下降，但是電壓不同比例下降，意味著磁通φ增加，容易導致磁飽和，過勵磁燒壞電機。

所以變頻常以磁通φ為常量，U/f為常量進行控制。

實際數據中心場景中，空調系統(tǒng)中經常遇見的風機、水泵、壓縮機均屬于典型二次方率負載。

變頻后如果電壓不同比例變化，尤其要注意磁通飽和的問題，防止電機意外燒毀。

主編寄語

雖然由于不同轉速，不同負載下流體做功部件的吸收效率、電機效率的區(qū)別，會導致實際功率與頻率并不是嚴格的三次方關系，向變頻冷機、空調等有些封裝了自我調節(jié)部件比如調節(jié)閥，可調阻力構件等，組成了復雜的流體及功率負載特性。

但功率總體上仍與轉速的k次方有關，1<k<3。因此變頻已然成為新一代綠色數據中心基礎設施管理由成本中心向利潤中心轉型的重要抓手。