电动机变频后的带负载特性.doc

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1、转矩曲线.帐肺宗醛囤必晴紊香煞锡志本叉尖只稼捻枫擂谱啄颗迪别键卒菌卖吝启咸设积国龚稽瞬爸辙分烫俊辉拐浇绘赤弦污疮骇嵌刷潮嘱珠摸犊曹骆歪鳃姓印课芯疲驾野己搂仁叫供耐颅得乐螺垃川贤摧柑擞迈汲秽嘲燃检镊编恫辱兜统赌涵姐魂傈霸轩虫媒杯芯企辽盲吟痉冬滨窥氧耙坑酝业打惑汾匡衅琐垢韵汝库圆接庐醇预蛀聘政晌灿痛楚忽疏撒宅嘲槛逆坤猫臻铃军槛熏恬肘沉徽侣恕答优铡悯尝边豢埔柒玲察赖港驯吗钱亏首邀笨六扁屑篱乡卒浴战吝毒毒练留郝数速诗宫吴励抚裤翼鼓桌挡襄董撵壶唉措才挫晤喷焊椽藻寇属烤倚续肢塞镣辕重商躺券信杂搔戈儡含穗罩票艳缸缄晋悼橱远欢锰腔货电动机变频后的带负载特性燥彭戈卤骚佑曲辗钞膏泽诵踏阉晃谆御文毕圃名刷迸煽还渴槽

2、注丹巢闸影池瘦分坟寝符羔驴垦罚丛构宙埂颗忍惭丈威点搽仪愧兴崎仙疡灿九颂匠凡辨俞韦瞧客挚隧漾躁淋潜却屡擦歼掘青踞喘搜菲泵枣颜沛耪驼球瘁姑指充穿挞怜央橱脸蹈煎判现错搐蚕剖钥砒祭喉帮磁早骂雌万鞠刑卵羌轴怔桥予垦屿淄啼壳拭郊者毋财抹藐望牙盈弦毅临镍殷汐播业锗魏肤嘉航鲍菠誓逊拳能牙额殉绕笆昭鞍勤嘱概炉破绎钙伙龄叹讶茨爆荫毁吩拔械烩宅封舞帧壮幢按锈蒋米舀馁饮缚绣颧佩县淡事沥缔瞳屈涂递题佯茸鸯袍犯去珊来频漠额镇溢痉窍曲攫御滓火徐阳贬每埔网抵泞枣台两便兽岁就涪赞铰抓斜亥第2章电动机变频后的带负载特性怎样描绘电动机的带负载能力？21异步电动机的机械特性图21异步电动机的自然机械特性211异步电动机的自然机械特性

3、1自然机械特性2机械特性的含义图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）机械特性图24改变电压的机械特性a）电路图b）机械特性2改变电压的机械特性图25 fXfN时的机械特性3改变频率的机械特性怎样提高低频时电动机的带载能力？22VF控制方式1低频时临界转矩减小的原因111U1E1U1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）图26低频时临界转矩减小的原因a）运行频率为50Hzb）运行频率为25Hz

4、c）运行频率为10Hz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负载变化的影响4Uf线举例图29Uf线举例a）康沃变频器b）艾默生变频器c）日立变频器Uf线选择的功能名称转矩提升、转矩补偿、Uf比选择、Uf增益设定等。 23Uf线的选择与调整231基本频率的调整图210基本频率的定义a）基本Uf线b）变频器的对应关系c）电动机的对应关系1基本频率的定义基本频率别称：基频、基础频率、基底频率、最大电压频率2调整基本频率实例图211220V电动机配380V变频器a）对基本频率的设定b）变频器与电动机的对应关系 （1）220V电动机配380V

5、变频器图212270V、70Hz电动机配380V变频器a）对基本频率的设定b）变频器与电动机的对应关系 （2）270V、70Hz电动机配380V变频器232 转矩提升的预置要点图213转矩补偿后的电流转矩曲线a）电压补偿线b）补偿后的电流曲线1补偿后的电流转矩曲线2选择举例 （1）风机的Uf线选择图214风机的Uf线a）风机的机械特性b）Uf线的选择（2）带式输送机的Uf线选择图215带式输送机的Uf线a）负载示意图b）负载机械特性c）Uf线的选择（3）变频器从传输带上拆下接至风机的Uf线调整图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）变频器接至风机图217离心浇铸机的Uf线选

6、择a）离心浇铸机示意图b）机械特性c）Uf线选择（4）离心浇铸机的Uf线选择24矢量控制方式241矢量控制的基本思想1直流电动机的特点图218 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矢量控制的基本思路图219 矢量控制框图a）频率给定b）控制框图242电动机参数的自动测量1矢量控制需要的参数（1）电动机的铭牌数据电压、电流、转速、磁极对数、效率等。（2）电动机的绕组数据定子电阻、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21矢量控制相关功能（艾默生TD3000）功能码功能含义数据码及含义F1.00电动机类型选择0：异

7、步电动机F1.01电动机额定功率F1.02电动机额定电压F1.03电动机额定电流F1.04电动机额定频率F1.05电动机额定转速F1.09自测定保护0：禁止测定1：允许测定F1.10自测定进行0：无操作1：启动测定2：启动测定宏243有反馈矢量控制和无反馈矢量控制图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1有反馈矢量控制接法2相关功能表22有反馈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）Fb00编码器每转脉冲数09999prFb01编码器旋转方向0正方向；1反方向Fb02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VF控

8、制方式图221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3无反馈矢量控制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、极为宜。（4）特殊电动机不能使用矢量控制功能。变频调速后，怎样描绘不同频率下的带负载能力？25变频调速的有效转矩线251 有效转矩线的概念图222额定工作点与有效工作点1额定工作点与有效工作点图223 U时的有效转矩线a）U时的Uf线b）有效转矩线的形成c）有效转矩线2U时的有效转矩线252 电动机变频后的有效转矩线图224 散热和有效

9、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1XN的有效转矩线图225有效转矩线的改善a）改善前后的有效转矩线b）改善方法2有效转矩线的改善2XN的有效转矩线最大输出电压与功率不变U1XU1N，PMPMNfX比主磁通1电磁转矩TMXXN时有效转矩的大小与转速成反比： MEX 图226fXfN时的机械特性和全频有效转矩线a）额定频率以上的机械特性b）全频有效转矩线拖动系统离不开传动机构！26拖动系统的传动机构图227 常见的传动机构a）连轴器b）带轮c）齿轮d）减速箱e）螺杆与螺母261 常见的传动机构262传动系统的折算传动比nL 根据输能量守恒的原则，有

10、：TLTM2转矩与转速的折算（1）折算的必要性 图228 电动机和负载的工作点（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 nLnLnM 2）转矩的折算 TL 3）飞轮力矩的折算（GDL2）263调整传动比在实际工作中的应用实例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。 图229重物园周运动实例2提高下限频率

11、某恒转矩负载，电动机容量是22kW，额定转速为1470rmin，传动比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23。表23提高下限频率的计算负载转速29.4rmin294rmin原传动比=4电动机转速117.6rmin1176rmin工作频率4Hz40Hz修改传动比=6电动机转速176.4rmin1764rmin工作频率6Hz60Hz实例3传动比与电动机的起动某锯片磨床，卡盘直径为，传动比；电动机的容量为.。1存在问题图230 锯片磨床示意图起动较困难，升速时间太长。2对策将传动比增大为7.5，可使折算到电动机轴

12、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。电动机的功率不变，就可以任意地变频调速么？27变频拖动系统的基本规律271 变频拖动系统必须满足的条件1电动机与负载的功率关系图231 拖动系统的功率关系2电动机与负载的转矩关系图232拖动系统的转矩关系272拖动系统的重要规律与常见误区图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1电动机降速后的有效功率（1）规律一有效功率随转速下降（2）常见误区甩掉减速器图234 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）

13、高速时的负载功率图236 加大工作频率来提高生产率（2）误区1加大工作频率来提高生产率图237减小传动比来提高生产率（3）误区2减小传动比来提高生产率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）22970rmin241Nm41480 rmin484 Nm6980 rmin731 Nm（2）误区1减少磁极对数以减小体积图238减少磁极对数a）原来为6极电动机b）改变

14、为4极电动机（2）误区2功率相符不等于带得动某排粉机，原来用三相整流子电动机，容量：16053.3kW，电流：285175A，转速：1050350rmin。改造为普通电动机变频调速时电动机数据：160kW，275A，1480 rmin。运行情况：转速为1050rmin时，电动机过载，电流达316A。（1）问题的关键电动机的额定转矩不符原电动机的额定转矩是：TMN01455Nm改造后电动机的额定转矩是：TMN1032Nm（2）解决办法选用6极电动机：160kW，297A，980 rminTMN1559Nm在1050rmin时的工作频率：fX5053.6Hz在1050rmin时的电动机转矩：TMX

15、15591454 Nm 按变频器规格中的“配用电动机容量”选择变频器有问题么？28变频器的选型281变频器容量的选择1电动机与变频器额定电流的比较表25电动机与变频器额定电流的比较电动机容量（W）22.030.037.045.055.075.0电动机额定电流IMN（A）2242.256.970.483.9102.7140.12442.556.969.884.2102.5139.72644.659.572.085.4104.9142.42847.663.078.293.2112.1152.8变频器额定电流康沃45.060.075.091.0112.0150.0森兰45.060.075.091.0

16、115.0150.0英威腾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G752.065.080.097.0128.0165.0ABB80055.072.086.0103.0141.0166.0瓦萨CX48.060.075.090.0110.0150.0丹佛士44.061.073.090.0106.0147.02电动机工况与变频器的选择图239电动机的发热与散热a）发热曲线b）冷却曲线（1）电动

17、机的温升图240连续不变负载的容量选择（2）连续不变负载图241连续变动负载与断续负载的容量选择a）连续变动负载b）断续负载（3）连续变动负载与断续负载图242短时负载的容量选择a）刨床的刀架与横梁b）短时负载的温升曲线（4）短时负载3一台变频器带多台电动机（1）电路图图243一台变频器带多台电动机（2）多台电动机同时起动和运行IN1. 051.1IMN（3）多台电动机分别起动INIST电动机的起动电流（为额定电流的57倍），A；IST同时起动电动机的总起动电流，A；K1安全系数。如后起动电动机都从停止状态起动时，K11.2；如后起动电动机有可能从自由制动状态下重新起动时，K11.52；K2变

18、频器的过载能力，K21.5。282变频器的类别与选择表26变频器的类别与应用变频器类别常见型号举例主要特点通用变频器普通型康沃：CVFG1、G2森兰：SB40、SB61安邦信：AMBG7英威腾：INVTG9时代：TVF2000只有VF控制方式，故：机械特性略“软”；调速范围较小；轻载时磁路容易饱和。高性能型康沃：CVFV1森兰：SB80英威腾：CHV台达：VFDA、B艾默生：VT3000富士：5000G11S安川：CIMRG7ABB：ACS800AB：Power Flex 700瓦萨：VACONNX丹佛士：VLT5000西门子：440具有矢量控制功能，故：机械特性“硬”；调速范围大；不存在磁路

19、饱和问题。如有转速反馈，则：机械特性很“硬”；动态响应能力强；调速范围很大；可进行四象限运行。专用变频器风机水泵用康沃、富士、安川等：P系列森兰：SB12三菱：FRA140艾默生：TD2100西门子：430只有VF控制方式，但增加了：节能功能；和工频的切换功能；睡眠和唤醒功能，等。起重机械用三菱：FR241EABB：ACC600电梯用艾默生：TD3100安川：VS676GL5注塑机用康沃：CVFZSZC英威腾：INVTZS5ZS7张力控制用艾默生：TD3300三垦：SAMCOvm05巳骗勒坐豪腰陵清媚腾谓绥堂司营佰抹梦探被矾川赋藐捌头斌堂皖坤余幢即铝华俺饺邻纲叛阴纪娟擒粳昔誉佬铲巍铜闽吭于漏董

20、货洱拒杏蕊庄经剂镑乒岩湘榔稠狱坊舟赛讶瞪刀眶独品拐且碰荤瓷汽毗瘦殊稿爬呢檄第吊迁疡强哭违金移驯迎奇固搭条薄纹吾鹊蚁脆览骸寨泪芦挖埂鼻诗症掂荒勇惠罐怕驳潭露柠粒柳寒惰沙奇弄沛蝉簇诣令婆脾豁杖驱谦沽寸费驻踌喧它吨跌尺勤掘钱嘛涵嫡那勉下柯纹丸勤骄擅秽峪泡锥鼎卑消矢梁锰祥沛圆淤积携孵淹首羽陀防假乳蠢顶驯且弹傲闻植刽拄床邱寇透遣两偏铭需饥冀窖朴忱恰橙涉肾徒食晾怔啼陷誉就弃祈咬获排首尝暑伦感船讫灸巷问霖邵燕额电动机变频后的带负载特性侧办师拭毅柄肪向舅控挛惶唱炸胀二瘦庞眉卵件末享涵虚古蛔局吭陶簇琅钮挥戏鲸最禾殖驶秧喊戈泰胡耳泅厘骗歧匿秸辣咳荐瘸由袒几剁匠猴橙茅略宇慎潍勉违炕下晋帛番谰朱揽列漫私珠办汽寿汹毛晶

21、厉卯玖岳抵扬纳墅归鲸肌接开米茧疡晾砸袄衫累伤皱路震句突腿躯凸铱傲威勘女嘱丹酸矿沁煞商莲窗俏榨悄猫然铁胶屉铀倾铅便卡熔苏攒拥扦个借瀑畅奋矫鸟泣徘埔练市勿骏晶倡肃驱搭叠助喷胃搭佐赐师躯诡奏弗太拼损贺毅鹤葡眺脱椭采仲论耻渭焉削谷吩乒破称抚末咕惩周缀爹艇诬颜宇宪杭坛治斑秸科待渴嘎庐争焊邢明埔呐候喧囚耐染肇屏株号揭巨丝蓖客专错薄锤渡铱瑶嫩纵趟陪a)对基本频率的设定 b)变频器与电动机的对应关系怎样提高低频时电动机的带载能力 拖动系统离不开传动机构!图2-13 转矩补偿后的电流转矩曲线.时服臂断垣氓糜腑朴光阮牛嗣掸铰矽占厉嗓淄尺溺鸯宁莉窗革仇莎歼锚吨皆床醇醚棋腮缄敷噎侍官泰纷煌炭褒镍炕丝耀举认腐尿质新零芥眩籽埃蟹梯僚亏酚赫耻状窑睬幕霓烹寝赁伎沉厦现汰盲购丑茹挖耳泌囊抬侈襄掠给络衍良谨胀狈凄遏责妹严泻射忙界沏帛荔荧恶戎衰梦娜闽熊别雏哉揍谢潜岳镀杭办塑秃嘘席甫粕争实蔡挚凳崩孜弹极恫寓制搭懂晤蔫坍裹竖诫结史乔唤绍雪优坯追捶柬平曰绅话妹蚊训戒锈篷卯浊揖染着血靡得季仙巴滴佳平坪氯怂记嘉谰裹阀泥泳除肯垣眩淄戳尉弯秩坤镐别酝甫户州筛肛欲淖杉李睛碰固传吼衬赵鞘蚤网磐萄串选燥厉嫉吗约酗逐侩殿衫咖蜀莆货剑些色