變頻器資料電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載特性

1、第2章電動(dòng)機(jī)變頻后的帶負(fù)載特性怎樣描繪電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載能力？21異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖21異步電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性211異步電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性1自然機(jī)械特性2機(jī)械特性的含義圖22機(jī)械特性的含義a）負(fù)載較輕b）對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)c）負(fù)載較重212異步電動(dòng)機(jī)的人工機(jī)械特性1轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的機(jī)械特性圖23轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的機(jī)械特性a）轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的電路b）機(jī)械特性圖24改變電壓的機(jī)械特性a）電路圖b）機(jī)械特性2改變電壓的機(jī)械特性圖25 fXfN時(shí)的機(jī)械特性3改變頻率的機(jī)械特性怎樣提高低頻時(shí)電動(dòng)機(jī)的帶載能力？22VF控制方式1低頻時(shí)臨界轉(zhuǎn)矩減小的原因Ù1È1Ù1U1E1U1圖27電壓

2、補(bǔ)償?shù)脑韆）電壓補(bǔ)償?shù)暮xb）25Hz時(shí)的補(bǔ)償量c）10Hz時(shí)的補(bǔ)償量2電壓補(bǔ)償（轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)矩提升）圖26低頻時(shí)臨界轉(zhuǎn)矩減小的原因a）運(yùn)行頻率為50Hzb）運(yùn)行頻率為25Hzc）運(yùn)行頻率為10Hz圖28負(fù)載變化（減輕）對(duì)磁通的影響a）負(fù)載減輕后b）100%負(fù)荷率c）60%負(fù)荷率d）20%負(fù)荷率3負(fù)載變化的影響4Uf線舉例圖29Uf線舉例a）康沃變頻器b）艾默生變頻器c）日立變頻器Uf線選擇的功能名稱轉(zhuǎn)矩提升、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、Uf比選擇、Uf增益設(shè)定等。 23Uf線的選擇與調(diào)整231基本頻率的調(diào)整圖210基本頻率的定義a）基本Uf線b）變頻器的對(duì)應(yīng)關(guān)系c）電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系1基本頻率的定義基本頻率別

3、稱：基頻、基礎(chǔ)頻率、基底頻率、最大電壓頻率2調(diào)整基本頻率實(shí)例圖211220V電動(dòng)機(jī)配380V變頻器a）對(duì)基本頻率的設(shè)定b）變頻器與電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 （1）220V電動(dòng)機(jī)配380V變頻器圖212270V、70Hz電動(dòng)機(jī)配380V變頻器a）對(duì)基本頻率的設(shè)定b）變頻器與電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 （2）270V、70Hz電動(dòng)機(jī)配380V變頻器232 轉(zhuǎn)矩提升的預(yù)置要點(diǎn)圖213轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償后的電流轉(zhuǎn)矩曲線a）電壓補(bǔ)償線b）補(bǔ)償后的電流曲線1補(bǔ)償后的電流轉(zhuǎn)矩曲線2選擇舉例 （1）風(fēng)機(jī)的Uf線選擇圖214風(fēng)機(jī)的Uf線a）風(fēng)機(jī)的機(jī)械特性b）Uf線的選擇（2）帶式輸送機(jī)的Uf線選擇圖215帶式輸送機(jī)的Uf線a）負(fù)載示意圖b

4、）負(fù)載機(jī)械特性c）Uf線的選擇（3）變頻器從傳輸帶上拆下接至風(fēng)機(jī)的Uf線調(diào)整圖216變頻器從傳輸帶上拆下接至風(fēng)機(jī)a）變頻器接至傳輸帶b）變頻器接至風(fēng)機(jī)圖217離心澆鑄機(jī)的Uf線選擇a）離心澆鑄機(jī)示意圖b）機(jī)械特性c）Uf線選擇（4）離心澆鑄機(jī)的Uf線選擇24矢量控制方式241矢量控制的基本思想1直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)圖218 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速a）直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖b）直流電動(dòng)機(jī)電路c）調(diào)速后機(jī)械特性2矢量控制的基本思路圖219 矢量控制框圖a）頻率給定b）控制框圖242電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量1矢量控制需要的參數(shù)（1）電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)電壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)、效率等。（2）電動(dòng)機(jī)的繞組數(shù)據(jù)定子電阻、

5、定子漏磁電抗、轉(zhuǎn)子等效電阻、轉(zhuǎn)子等效漏磁電抗、空載電流等。2自動(dòng)測(cè)量的相關(guān)功能表21矢量控制相關(guān)功能（艾默生TD3000）功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼及含義F1.00電動(dòng)機(jī)類型選擇0：異步電動(dòng)機(jī)F1.01電動(dòng)機(jī)額定功率F1.02電動(dòng)機(jī)額定電壓F1.03電動(dòng)機(jī)額定電流F1.04電動(dòng)機(jī)額定頻率F1.05電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速F1.09自測(cè)定保護(hù)0：禁止測(cè)定1：允許測(cè)定F1.10自測(cè)定進(jìn)行0：無操作1：?jiǎn)?dòng)測(cè)定2：?jiǎn)?dòng)測(cè)定宏243有反饋矢量控制和無反饋矢量控制圖220 有反饋矢量控制方式a）有反饋矢量控制電路圖b）機(jī)械特性曲線簇1有反饋矢量控制接法2相關(guān)功能表22有反饋矢量控制的相關(guān)功能（艾默生TD3000）功能碼

6、功能碼名稱數(shù)據(jù)碼及含義（或范圍）Fb00編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)09999prFb01編碼器旋轉(zhuǎn)方向0正方向；1反方向Fb02編碼器斷線后處理方法0以自由制動(dòng)方式停機(jī)；1切換為開環(huán)VF控制方式圖221無反饋矢量控制方式a）無反饋矢量控制示意圖b）機(jī)械特性曲線簇3無反饋矢量控制4矢量控制方式的適用范圍（1）矢量控制只能用于一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的情況下。（2）電動(dòng)機(jī)容量和變頻器要求的配用電動(dòng)機(jī)容量之間，最多只能相差一個(gè)檔次。（3）磁極數(shù)一般以、極為宜。（4）特殊電動(dòng)機(jī)不能使用矢量控制功能。變頻調(diào)速后，怎樣描繪不同頻率下的帶負(fù)載能力？25變頻調(diào)速的有效轉(zhuǎn)矩線251 有效轉(zhuǎn)矩線的概念圖222額定工作點(diǎn)與有

7、效工作點(diǎn)1額定工作點(diǎn)與有效工作點(diǎn)圖223 U時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線a）U時(shí)的Uf線b）有效轉(zhuǎn)矩線的形成c）有效轉(zhuǎn)矩線2U時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線252 電動(dòng)機(jī)變頻后的有效轉(zhuǎn)矩線圖224 散熱和有效轉(zhuǎn)矩線的關(guān)系a）各種損失與轉(zhuǎn)速的關(guān)系b）散熱系數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系c）低頻時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線1XN的有效轉(zhuǎn)矩線圖225有效轉(zhuǎn)矩線的改善a）改善前后的有效轉(zhuǎn)矩線b）改善方法2有效轉(zhuǎn)矩線的改善2XN的有效轉(zhuǎn)矩線最大輸出電壓與功率不變U1XU1N，PMPMNfX比主磁通1電磁轉(zhuǎn)矩TMXXN時(shí)有效轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速成反比： MEX 圖226fXfN時(shí)的機(jī)械特性和全頻有效轉(zhuǎn)矩線a）額定頻率以上的機(jī)械特性b）全頻有效轉(zhuǎn)矩線拖動(dòng)系統(tǒng)離不開傳動(dòng)機(jī)

8、構(gòu)！26拖動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖227 常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)a）連軸器b）帶輪c）齒輪d）減速箱e）螺桿與螺母261 常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)262傳動(dòng)系統(tǒng)的折算傳動(dòng)比nL 根據(jù)輸能量守恒的原則，有：TLTM·2轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的折算（1）折算的必要性 圖228 電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的工作點(diǎn)（2）折算的基本原則 穩(wěn)態(tài)過程：折算前后，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所傳遞的功率不變。動(dòng)態(tài)過程：折算前后，旋轉(zhuǎn)部分儲(chǔ)存的動(dòng)能不變。（3）折算公式1）轉(zhuǎn)速的折算 nLnL·nM 2）轉(zhuǎn)矩的折算 TL 3）飛輪力矩的折算（GDL2）263調(diào)整傳動(dòng)比在實(shí)際工作中的應(yīng)用實(shí)例1某電動(dòng)機(jī)，帶重物作園周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。運(yùn)行時(shí)，到達(dá)A點(diǎn)后電動(dòng)機(jī)開始過載，

9、到達(dá)B點(diǎn)時(shí)容易堵轉(zhuǎn)，怎樣解決？（上限頻率為45Hz）將傳動(dòng)比加大10%，則在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩相同的情況下，帶負(fù)載能力也加大10%。但這時(shí)的上限頻率應(yīng)加大為49.5Hz。 圖229重物園周運(yùn)動(dòng)實(shí)例2提高下限頻率某恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)容量是22kW，額定轉(zhuǎn)速為1470rmin，傳動(dòng)比4，采用無反饋矢量控制變頻調(diào)速，在最低工作頻率（4Hz）時(shí)運(yùn)行不穩(wěn)定，怎樣解決？（滿載運(yùn)行頻率范圍為440 Hz）計(jì)算如表23。表23提高下限頻率的計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)速29.4rmin294rmin原傳動(dòng)比=4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速117.6rmin1176rmin工作頻率4Hz40Hz修改傳動(dòng)比=6電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速176.4rmin1764rmin工

10、作頻率6Hz60Hz實(shí)例3傳動(dòng)比與電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)某鋸片磨床，卡盤直徑為，傳動(dòng)比；電動(dòng)機(jī)的容量為.。1存在問題圖230 鋸片磨床示意圖起動(dòng)較困難，升速時(shí)間太長(zhǎng)。2對(duì)策將傳動(dòng)比增大為7.5，可使折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪力矩減小為原來的44%。結(jié)果，卡盤可以在5s內(nèi)起動(dòng)起來。電動(dòng)機(jī)的功率不變，就可以任意地變頻調(diào)速么？27變頻拖動(dòng)系統(tǒng)的基本規(guī)律271 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)必須滿足的條件1電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的功率關(guān)系圖231 拖動(dòng)系統(tǒng)的功率關(guān)系2電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖232拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系272拖動(dòng)系統(tǒng)的重要規(guī)律與常見誤區(qū)圖233電動(dòng)機(jī)的有效功率與轉(zhuǎn)速a）拖動(dòng)系統(tǒng)b）高速時(shí)的功率c）低速時(shí)的有效功率1電動(dòng)機(jī)降速后的有

11、效功率（1）規(guī)律一有效功率隨轉(zhuǎn)速下降（2）常見誤區(qū)甩掉減速器圖234 甩掉減速器2負(fù)載升速后的有效功率（1）規(guī)律二負(fù)載消耗功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖235負(fù)載功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系a）拖動(dòng)系統(tǒng)b）低速時(shí)的負(fù)載功率c）高速時(shí)的負(fù)載功率圖236 加大工作頻率來提高生產(chǎn)率（2）誤區(qū)1加大工作頻率來提高生產(chǎn)率圖237減小傳動(dòng)比來提高生產(chǎn)率（3）誤區(qū)2減小傳動(dòng)比來提高生產(chǎn)率3電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速的關(guān)系（1）基本關(guān)系電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速是：TMN在PMN相同的前提下，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的大小與額定轉(zhuǎn)速有關(guān)。以不同磁極對(duì)數(shù)的電動(dòng)機(jī)為例，如表24所示。表24不同磁極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩（75kW）磁極數(shù)（2p）額定轉(zhuǎn)

12、速（nMN）額定轉(zhuǎn)矩（TMN）22970rmin241N·m41480 rmin484 N·m6980 rmin731 N·m（2）誤區(qū)1減少磁極對(duì)數(shù)以減小體積圖238減少磁極對(duì)數(shù)a）原來為6極電動(dòng)機(jī)b）改變?yōu)?極電動(dòng)機(jī)（2）誤區(qū)2功率相符不等于帶得動(dòng)某排粉機(jī)，原來用三相整流子電動(dòng)機(jī)，容量：16053.3kW，電流：285175A，轉(zhuǎn)速：1050350rmin。改造為普通電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)：160kW，275A，1480 rmin。運(yùn)行情況：轉(zhuǎn)速為1050rmin時(shí)，電動(dòng)機(jī)過載，電流達(dá)316A。（1）問題的關(guān)鍵電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不符原電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩是：TM

13、N01455N·m改造后電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩是：TMN1032N·m（2）解決辦法選用6極電動(dòng)機(jī)：160kW，297A，980 rminTMN1559N·m在1050rmin時(shí)的工作頻率：fX50×53.6Hz在1050rmin時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩：TMX1559×1454 N·m 按變頻器規(guī)格中的“配用電動(dòng)機(jī)容量”選擇變頻器有問題么？28變頻器的選型281變頻器容量的選擇1電動(dòng)機(jī)與變頻器額定電流的比較表25電動(dòng)機(jī)與變頻器額定電流的比較電動(dòng)機(jī)容量（W）22.030.037.045.055.075.0電動(dòng)機(jī)額定電流IMN（A）2242.256.9

14、70.483.9102.7140.12442.556.969.884.2102.5139.72644.659.572.085.4104.9142.42847.663.078.293.2112.1152.8變頻器額定電流康沃45.060.075.091.0112.0150.0森蘭45.060.075.091.0115.0150.0英威騰45.060.075.090.0110.0150.0安邦信61.090.0150.0艾默生45.060.075.090.0110.0152.0三菱43.057.071.086.0110.0富士45.060.075.091.0112.0150.0安川G752.065

15、.080.097.0128.0165.0ABB80055.072.086.0103.0141.0166.0瓦薩CX48.060.075.090.0110.0150.0丹佛士44.061.073.090.0106.0147.02電動(dòng)機(jī)工況與變頻器的選擇圖239電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與散熱a）發(fā)熱曲線b）冷卻曲線（1）電動(dòng)機(jī)的溫升圖240連續(xù)不變負(fù)載的容量選擇（2）連續(xù)不變負(fù)載圖241連續(xù)變動(dòng)負(fù)載與斷續(xù)負(fù)載的容量選擇a）連續(xù)變動(dòng)負(fù)載b）斷續(xù)負(fù)載（3）連續(xù)變動(dòng)負(fù)載與斷續(xù)負(fù)載圖242短時(shí)負(fù)載的容量選擇a）刨床的刀架與橫梁b）短時(shí)負(fù)載的溫升曲線（4）短時(shí)負(fù)載3一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（1）電路圖圖243一臺(tái)變頻器帶

16、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（2）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)和運(yùn)行IN1. 051.1×IMN（3）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別起動(dòng)INIST電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（為額定電流的57倍），A；IST同時(shí)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的總起動(dòng)電流，A；K1安全系數(shù)。如后起動(dòng)電動(dòng)機(jī)都從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，K11.2；如后起動(dòng)電動(dòng)機(jī)有可能從自由制動(dòng)狀態(tài)下重新起動(dòng)時(shí)，K11.52；K2變頻器的過載能力，K21.5。282變頻器的類別與選擇表26變頻器的類別與應(yīng)用變頻器類別常見型號(hào)舉例主要特點(diǎn)通用變頻器普通型康沃：CVFG1、G2森蘭：SB40、SB61安邦信：AMBG7英威騰：INVTG9時(shí)代：TVF2000只有VF控制方式，故：機(jī)械特性略“軟”；調(diào)速范圍較??；輕載時(shí)磁路容易飽和。高性能型康沃：CVFV1森蘭：SB80英威騰：CHV臺(tái)達(dá)：VFDA、B艾默生：VT3000富士：5000G11S安川：CIMRG7ABB：ACS800AB：Power Flex 700瓦薩：VACONNX丹佛士：VLT5000西門子：440具有矢量控制功能，故：機(jī)械特