机器人 发表于 2017-5-6 12:49:50

概述关于电动机的转矩特性

正确地把握变频驱动的机械负载对象的转速——转矩特性,是选择电动机及变频器容景、决定其控制方式的基础。机械负载包罗万象,但归纳其转速,转矩的特性,主要有以下三大类:恒转矩负载、平方降转矩负载、恒功率负载。下面就各类负载特性进行说明。   1.恒转矩负载   对于传送带、搅拌机、挤压成形机等摩擦负载,吊车或升降机等重力负载,无论其速度变化与否,负载所需要的转矩大体上是一个定值,称此类负载为恒转矩负载。   例如,吊车所吊起的重物,无论升降速度大小,其重量在地球引力的作用下而产生的重力是永远不变的,即为恒转矩负载。电动机的功率P可以表达为P=Tn/975,其中T为转矩,n为转速,转速和转矩之积为功率,那么恒转矩特性负载消耗的能最与转速成正比。   2.平方降转矩负载   风扇、风机、泵等流体机械(风机水力机械),在低速时由于流体的流速低,所以负载只需很小的转矩,而随着电动机转速的增加流速加快,所需转矩越来越大,其转矩大小以转速的平方的比例增减,这样的负载特性称之为平方降转矩负载,其特性如在这种场合,因为负载所消耗的能量正比于转速的三次方,所以通过变频器控制流体机械的转速可以得到显著的节能效果。   3.恒功率负载   机床的主轴驱动,纸机、塑料胶片生产机械的中央传动部分,卷扬机等输出功率为恒值,与转速无关,这样的负载特性称为恒功率负载。   例如,卷纸机要求以一定的速度和相同的张力卷取纸张。在卷取初期由于纸卷的直径较小,所以为保持恒速纸卷必须以较高速度旋转,而转矩可以较小;但随着纸卷直径的逐渐变大,纸卷的转速也应随之变低,而转矩则必须相应增大。   4.电动机的转矩特性   在采用变频器驱动的电机调速控制系统中,电动机的输出转矩特性与电网供电时的电机输出(转建转矩曲线等)决定于变频器的输出特性。其中,变频器输出的V/f值决定电机连续额定输出,而变频器的最大输出电流将决定电动机瞬间最大输出。   普通异步电动机在V/f控制方式变频器驱动下的输出特性。由于变频器的输出电压不能高于电网电源电压,电动机在50Hz以上运转时,V/f比值减小并造成输出转矩变小。从另一角度来说,由于电动机定子线圈阻抗的电压降增大,作用在转子线圈上的感应电势减小,其转矩以转速的反比减少。   当变频器的输出频率在f-50HZ(或60Hz)之间时,可以按原来的恒转矩特性考虑,但由于转速的降低将导致电机冷却能力的下降,所以可允许的连续运转转矩也将下降。   电动机冷却能力下降,而且电动机定子线圈的阻抗压降的相对影响增大,使得连续运转转矩大幅度下降。此时,运转频率越低变频器输出电压越低,电动机内部压降的影响越大,转矩急剧减小。
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