变频调速应用技术

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1、窗体底端变频调速应用技术(九)dzsc.com新闻出处:电子市场发布时间:2006-8-309:41:23查看最近90天中添加的最新产品最新电子元器件资料免费下载派睿电子TI有奖问答-送3D汽车鼠标IR推出采用焊前金属的汽车级绝缘栅双极晶体管符合人体工程学的平衡器全球电子连接器生产商—samtec最新断路器保护套    孙子兵法说:知己知彼,百战不殆。   在变频调速系统里的“己”,是异步电动机经过变频调速后的特性;“彼”是指负载的特性和工作特点。5.1变频本领须有底5.1.1电机特性三个点   电动机在没有人为地改变其参数时的机械特性,称为自

2、然机械特性。异步电动机的自然机械特性如图5-1所示。图5-1 电动机的自然机械特性   自然机械特性的主要特征可由三个点来描述:5.1.1.1理想空载点     电动机输出轴上的转矩为0,称为理想空载。   在理想空载的情况下,电动机的转速可以达到同步转速(旋转磁场的转速)n0,如图5-1中之N0点所示。所以,理想空载点的坐标是:     (0,n0)5.1.1.1.2起动点     电动机刚接通电源,但转速仍为0时称为起动点,这时的转矩称为起动转矩TS,也叫堵转转矩,如图5-1中之S点所示。因此,起动点的坐标是:     (TS,0)   起

3、动转矩TS的大小,说明了电动机带动负载从静止状态逐渐起动起来的能力。通常,异步电动机的起动转矩应大于额定转矩的1.5倍:     TS≥1.5TMN5.1.1.1.3临界点      异步电动机的机械特性有一个拐点,如图5-1中之K点。在这一点,电动机所能产生的电磁转矩最大,称为临界转矩,用TK表示,K点称为临界点。与此对应的转速称为临界转速nK,相应地,有临界转差ΔnK和临界转差率sK。所以,临界点的坐标是:     (TK,nK)   临界转矩与额定转矩之比就是异步电动机的过载能力。通常,过载能力应大于2:     TK≥2.0TMN5.1

4、.2特性意义看两面5.1.2.1从电动机侧看      如图5-2,转速下降时,转子和旋转磁场之间的转差增大,转子绕组切割旋转磁场的速度加快,转子电流和电磁转矩也都随之增大。图5-2 从电动机侧看机械特性   所以,机械特性表明:电动机产生的电磁转矩,将因转速的下降而增大。   从根本上说,电动机的机械特性就是根据电动机的上述特点作出的。5.1.2.2从负载侧看   如图5-3所示。图5-3 从负载侧看机械特性   (1)负载较轻    当负载较轻,其转矩为TL1时,克服TL1所需的电磁转矩TM1也较小,电动机的转差Δn1将减小,拖动系统的转速

5、较高,为n1,拖动系统工作在Q1点;   (2)负载较重    当负载较重,其转矩增大为TL2时,克服TL2所需的转矩TM2也必须增大,这就要求电动机的转差Δn2也增大,拖动系统的转速将降低,为n2,工作移至Q2点。   所以,从拖动系统的工作特点看,机械特性表明了:负载越重,则拖动系统的转速越低。5.1.3能力须瞧有效线5.1.3.1有效转矩线的概念    (1)额定工作点     在额定频率fN下,大家都习惯于有一个额定工作点,如图5-4中曲线①之AN点所示。在这一点,电动机的转矩等于额定转矩TMN。图5-4 有效工作点   额定转矩TMN

6、的含义是:电动机在额定频率下工作时,允许长时间输出的最大转矩。就是说,如果负载转矩超过了TMN,电动机将处于过载状态。   (2)有效工作点     当工作频率低于额定频率时,如不进行补偿,则临界转矩变小,其机械特性如图5-4中之曲线②。在这种情况下,允许长时间运行的最大转矩也必减小,如曲线②之AX点。与AX点对应的转矩TMEX,称为有效转矩。AX点为有效工作点。   对应于每一个工作频率,都有一条机械特性曲线,就有一个有效工作点和有效转矩。   把所有频率下的有效工作点联接起来,即得到电动机在变频调速过程中的有效转矩线。   (3)kU=kf

7、时的有效转矩线簇     在第一讲中,介绍了异步电动机在满足U/f=const(kU=kf)条件时,临界转矩随频率的下降而减小的特点。其机械特性曲线簇如图5-5(a)所示。图中,A1、A2、A3、A4点分别为不同频率下的有效转矩点。将这些点联接起来,便得到有效转矩线TME=f(n),如图(b)所示。图5-5 ku=kf时的有效转矩线簇   (4)有效转矩线与工作点    有效转矩线是说明电动机允许工作范围的曲线,而不是特性曲线。因此,不能在有效转矩线上决定工作点。   如图5-6所示,说明如下:图5-6 有效转矩线与工作点   ·曲线①是负载的

8、机械特性,设为恒转矩负载,转矩为TL,其大小和拖动系统的调速过程无关。   ·图(a)中的曲线②是频率为f1时,电动机的机械特性;图(b)中的曲线②是

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