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1、第2章电动机变频后的带负载特性21异步电动机的机械特性21 1异步电动机的自然机械特性1 .自然机械特性2 机械特性的含义a)b)图22机械特性的含义a）负载较轻b）对应的工作点c）负载较重212异步电动机的人工机械特性1 转子串联电阻的机械特性a）b）图23转子串联电阻的机械特性 a）转子串联电阻的电路b）机械特性a)2 改变电压的机械特性b）图24改变电压的机械特性a）电路图b）机械特性3 改变频率的机械特性图25 fxfN时的机械特性2 2 V/F控制方式怎么样提高低频时，电动机的带载能力1低频时临界转矩减小的原因i = g + Ai:、UE + AU/ J.TE-.-.八 / /:T
2、/；1） ：） 图27电压补偿的原理a）电压补偿的含义b） 25Hz时的补偿量c） 10Hz时的补偿量2电压补偿（转矩补偿、转矩提升）JSC5CCf 加 F：j m：T/:金m 亦丁 心cLj）图26低频时临界转矩减小的原因a）运行频率为50Hz b）运行频率为25Hz c）运行频率为10Hz3 负载变化的影响f330AU=)y.2C=12E=92 - 4 = 83S-92-12= SC+ =& 8弓= 0封12Z %111 %169280207266. A & J. C jyiJc)d)J图28负载变化（减轻）对磁通的影响a）负载减轻后b） 100%负荷率c） 60%负荷率d） 20%负荷率
3、4. U/f线举例U/f线选择的功能名称转矩提升、转矩补偿、U图2W、U/f线举设定等。a）康沃变频器b）艾默生变频器c）日立变频器23 U/f线的选择与调整231基本频率的调整1 基本频率的定义图210基本频率的定义a）基本U/ f线b）变频器的对应关系c）电动机的对应关系基本频率别称：基频、基础频率、基底频率、最大电压频率2 调整基本频率实例（1） 220V电动机配380V变频器232 转矩提升的预置要点1补偿后的电流一转矩曲线2 选择举例(1)风机的U/f线选择a)b)图214风机的U/f线a)风机的机械特性b) U/f线的选择(2)带式输送机的U/f线选择图215带式输送机的U/f线a
4、)负载示意图b)负载机械特性c) U/f线的选择(3)变频器从传输带上拆下接至风机的U/f线调整a)1)图216变频器从传输带上拆下接至风机a)变频器接至传输带b)变频器接至风机24矢量控制方式24. 1矢量控制的基本思想1. 直流电动机的特点图2-18直流电动机的调速a）直流电动机结构示意图b）直流电动机电路c）调速后机械特性2. 4. 2电动机参数的自动测量1矢量控制需要的参数（1）电动机的铭牌数据一一电压、电流、转速、磁极对数、效率等。（2）电动机的绕组数据一一定子电阻、定子漏磁电抗、转子等效电阻、转子等 效漏磁电抗、空载电流等。2 自动测量的相关功能表2 1矢量控制相关功能（艾默生TD
5、3000）功能码功能含义数据码及含义F1.00电动机类型选择0：异步电动机Fl. 01电动机额定功率F1.02电动机额定电压Fl. 03电动机额定电流Fl. 04电动机额定频率Fl. 05电动机额定转速Fl. 09自测定保护0：禁止测定l：允许测定Fl. l0自测定进行0：无操作 l:启动测定2：启动测定宏2. 4. 3有反馈矢量控制和无反馈矢量控制1有反馈矢量控制接法coo 777ZR S T U FMU V W S E B A A 8J)口 a 匚I 口 口 a 匚IwooA-AE-B/Mda)0图220有反馈矢量控制方式a）有反馈矢量控制电路图b）机械特性曲线簇2.相关功能表2 2有反馈
6、矢量控制的相关功能（艾默生TD3000）功能码功能码名称数据码及含义（或范围）Fb. 00编码器每转脉冲数09999p/rFb. 01编码器旋转方向0正方向；1反方向Fb. 02编码器断线后处理方法0以自由制动方式停机；1切换为开环V/F控制方式3无反馈矢量控制图2-21无反馈矢量控制方式a）无反馈矢量控制示意图b）机械特性曲线簇4矢量控制方式的适用范围（1）矢量控制只能用于一台变频器控制一台电动机的情况下。（2）电动机容量和变频器要求的配用电动机容量之间，最多只能相差一个档次。（3）磁极数一般以2、4、6极为宜。4）特殊电动机不能使用矢量控制功能。25变频调速的有效转矩线变频调速后，怎么样描
7、绘不同频率下的带负载能力?2. 51有效转矩线的概念1 额定工作点与有效工作点2. %=k时的有效转矩线a)b)图223 5=气时的有效转矩线a） k厂 片时的u/f线b）有效转矩线的形成c）有效转矩线2. 5. 2电动机变频后的有效转矩线1 fXWfN的有效转矩线ajI专用J 变频图224散热和有效转矩线的关系a）各种损失与转速的关系b）散热系数与转速的关系c）低频时的有效转矩线2 有效转矩线的改善Z有专用凤扇 电磁负荷较大 加强了憎绝缘a）b）图225有效转矩线的改善2. fXfN的有效转矩线最大输出电压与功率不变U1X三U1N，PMp:fX tu/比主磁通电磁转矩TMX !/X/N时有效
8、转矩的大小与转速成反比：9550P 1丄 =MN *MEX nnmxMX1XMNMXa）改善前后的有效转矩线b）改善方法26拖动系统的传动机构拖动系统离不开传动结构261常见的传动机构26. 2传动系统的折算1传动比nA一 Mnnn 一 M L九根据输能量守恒的原则,L有：T nT nMM 一LL95509550Tn1T =T加久M 一 L 一 一Tn九LM2 转矩与转速的折算LM(1)折算的必要性（2）折算的基本原则稳态过程：折算前后，传动机构所传递的功率不变。 动态过程：折算前后，旋转部分储存的动能不变。（3）折算公式1）转速的折算2)转矩的折算nL3)飞轮力矩的折算GD 2 =L九2调整
9、传动比在实际工作中的应用(GDl2)263实例1某电动机，带重物作园周运动，如图所示。运行时，到达A点后电动 机开始过载，到达B点时容易堵转，怎样解决？（上限频率为45Hz）将传动比加大10%，则在电动机转矩相同的情况下，带负载能力也加大10%。 但这时的上限频率应加大为49.5Hz。实例2提高下限频率 某恒转矩负载，电动机容量是22kW，额定转速为 14701 / min,传动比X=4,采用无反馈矢量控制变频调速，在最低工作频率(4Hz) 时运行不稳定，怎样解决？(满载运行频率范围为440 Hz)计算如表2 3。表2 3提高下限频率的计算负载转速29. 4r / min294r / min原
10、传动比=4电动机转速117. 6r / min 1176r/ min工作频率4Hz 40Hz修改传动比X=6电动机转速176. 4r / min 1764r / min工作频率6Hz 60Hz实例3传动比与电动机的起动某锯片磨床，卡盘直径为2 m,传动比2 = 5； 电动机的容量为3.7 kW。1 存在问题起动较困难，升速时间太长。图2 30锯片磨床示意图2.对策将传动比增大为=7.5,可使折算到电动机轴上的飞轮力矩减小为原来的44%。 结果，卡盘可以在5s内起动起来。2. 7变频拖动系统的基本规律 电动机的频率不变，就可以任意地变频调速么?2. 7. 1变频拖动系统必须满足的条件2 电动机与
11、负载的转矩关系2. 7. 2拖动系统的重要规律与常见误区a)l.l M JX=5Ll*1296减J Jr/min速打L器lLf1480 r/min48475 kWR S TUF u V w I75,理rZr1电动机降速后的有效功率（1）规律一有效功率随转速下降kb UFTV !f图233电动机的有效功率与转速a）拖动系统b）高速时的功率c）低速时的有效功率（2）常见误区甩掉减速器2 负载升速后的有效功率（1）规律二负载消耗功率与转速的关系图235负载功率与转速的关系a)拖动系统b)低速时的负载功率c)高速时的负载功率(2)误区1加大工作频率来提高生产率(3)误区2减小传动比来提咼生产率3 电动机额定转矩与额定转速的关系(1)基本关系电动机的额定转矩与额定转速是：Tmn=9550PMNnMN在PMN相同的前提下，电动机额定转矩的大小与额定转速有关。 以不同磁极对数的电动机为例，如表24所示。表24不同磁极对数电动机的额定转矩（75kW）磁极数（2p）额定转速（nMN）额定转矩（Tmn）22970r / min241N m41480 r / min48
