频调速应用技术脚踏剪板机

频调速应用技术

频调速应用技术 2011： 孙子兵法说:知己知彼，百战不殆。在变频调速系统里的“己”，是异步电动机经过变频调速后的特性;“彼”是指负载的特性和工作特点。5.1 变频本领须有底5.1.1电机特性三个点电动机在没有人为地改变其参数时的机械特性，称为自然机械特性。异步电动机的自然机械特性如图5-1所示。图5-1 电动机的自然机械特性

自然机械特性的主要特征可由三个点来描述:5.1.1.1理想空载点 电动机输出轴上的转矩为0，称为理想空载。在理想空载的情况下，电动机的转速可以达到同步转速（旋转磁场的转速）n0，如图5-1中之N0点所示。所以，理想空载点的坐标是:（0，n0）5.1.1.1.2起动点 电动机刚接通电源，但转速仍为０时称为起动点，这时的转矩称为起动转矩TS，也叫堵转转矩，如图5-1中之S点所示。因此，起动点的坐标是:（TS，0）起动转矩TS的大小，说明了电动机带动负载从静止状态逐渐起动起来的能力。通常，异步电动机的起动转矩应大于额定转矩的1.5倍:TS≥1.5TMN5.1.1.1.3临界点 异步电动机的机械特性有一个拐点，如图5-1中之K点。在这一点，电动机所能产生的电磁转矩最大，称为临界转矩，用TK表示，K点称为临界点。与此对应的转速称为临界转速nK，相应地，有临界转差ΔnK和临界转差率sK。所以，临界点的坐标是:（TK，nK）临界转矩与额定转矩之比就是异步电动机的过载能力。通常，过载能力应大于2:TK≥2.0TMN5.1.2特性意义看两面5.1.2.1从电动机侧看 　 如图5-2，转速下降时，转子和旋转磁场之间的转差增大，转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子电流和电磁转矩也都随之增大。图5-2 从电动机侧看机械特性

所以，机械特性表明:电动机产生的电磁转矩，将因转速的下降而增大。从根本上说，电动机的机械特性就是根据电动机的上述特点作出的。5.1.2.2从负载侧看如图5-3所示。图5-3 从负载侧看机械特性

（1）负载较轻 当负载较轻，其转矩为TL1时，克服TL1所需的电磁转矩TM1也较小，电动机的转差Δn1将减小，拖动系统的转速较高，为n1，拖动系统工作在Ｑ1点;（2）负载较重 当负载较重，其转矩增大为TL2时，克服TL2所需的转矩TM2也必须增大，这就要求电动机的转差Δn2也增大，拖动系统的转速将降低，为n2，工作移至Q2点。所以，从拖动系统的工作特点看，机械特性表明了:负载越重，则拖动系统的转速越低。5.1.3能力须瞧有效线5.1.3.1有效转矩线的概念（1）额定工作点 　在额定频率fN下，大家都习惯于有一个额定工作点，如图5-4中曲线①之AN点所示。在这一点，电动机的转矩等于额定转矩TMN。图5-4 有效工作点

额定转矩TMN的含义是:电动机在额定频率下工作时，允许长时间输出的最大转矩。就是说，如果负载转矩超过了TMN，电动机将处于过载状态。（2） 有效工作点 　当工作频率低于额定频率时，如不进行补偿，则临界转矩变小，其机械特性如图5-4中之曲线②。在这种情况下，允许长时间运行的最大转矩也必减小，如曲线②之AX点。与AX点对应的转矩TMEX，称为有效转矩。AX点为有效工作点。对应于每一个工作频率，都有一条机械特性曲线，就有一个有效工作点和有效转矩。把所有频率下的有效工作点联接起来，即得到电动机在变频调速过程中的有效转矩线。（3）kU＝kf时的有效转矩线簇 　在第一讲中，介绍了异步电动机在满足U/f＝const（kU＝kf）条件时，临界转矩随频率的下降而减小的特点。其机械特性曲线簇如图5-5(a)所示。图中，A1、A2、A3、A4点分别为不同频率下的有效转矩点。将这些点联接起来，便得到有效转矩线TME＝f（n)，如图(b)所示。图5-5 ku＝kf时的有效转矩线簇

（4）有效转矩线与工作点 有效转矩线是说明电动机允许工作范围的曲线，而不是特性曲线。因此，不能在有效转矩线上决定工作点。如图5－6所示，说明如下:图5-6 有效转矩线与工作点

·曲线①是负载的机械特性，设为恒转矩负载，转矩为TL，其大小和拖动系统的调速过程无关。·图（a）中的曲线②是频率为f1时，电动机的机械特性;图（b）中的曲线②是在频率下降为f2时，电动机的机械特性。可见，电动机的机械特性

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