概述关于电动机的转矩特性

机器人

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。