变频器第二讲

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1、28第一章知己知彼说变频一．基本关系要牢记（一）能量守恒是根本图1－１拖动系统的功率１．拖动系统的最基本条件ＰMN≥ＰL28２．调速电动机的特点（１）电动机的输出转矩不能增大∵ＴM＝ＫT·ＩM·Φ·cosφ电流大了要“发烧”，磁通大了要饱和。∴ＴM≯ＴMN（２）在额定转速以下，有效输出功率随转速而下降如果ｎMX↓图1－２电动机调速的特点必有ＰME＝↓28３．某些违反能量守恒的想法图1－３能量失衡的实例１（１）能否不要减速器，直接通过变频器降速？28图1－４能量失衡的实例２（２）为了提高生产效率，能否通过提高频率来实现？28（一）能量守恒是基本（二）能否拖动转矩争图1－５带动负载比转

2、矩28（一）能量守恒是基本（二）能否拖动转矩争（三）运行还要看温升图1－６负载变化和散热28一．基本关系要牢记二．负载条件是上帝（一）转矩变化看特性图1－７恒转矩负载示例１．恒转矩负载ＴL＝Ｆ·ｒＦ──磨擦力，ｒ──滚轮半径，都和ｎL无关。ＰL＝ＴLｎL∕９５５０∝ｎL特点：ＴL＝ｃｏｎｓｔＰL＝ＫPｎL28图1－８恒功率负载示例恒功率负载ＴL＝Ｆ·ｒＦ──薄膜张力，要求恒定；ｖ──薄膜线速度，也要求恒定。ｒ──卷取半径。随着ｒ越卷越大：（１）∵Ｆ恒定，∴ＴL增大；（２）∵ｖ恒定，∴ｎL必减小。特点：ＰL＝ｃｏｎｓｔＴL＝ＫT（ＰL/ｎL）＝ＫT（１/ｎL）28图1－９二次方律负载

3、示例（ａ）卷取机械（ｂ）机械特性（ｃ）功率特性１．二次方律负载特点：ＴL＝ＫT·ｎL2ＰL＝ＴL·ｎL∕９５５０＝ＫT·ｎL2·ｎL∕９５５０＝ＫP·ｎL328４．混合特性负载图1－１０混合特性负载（ａ）车的机械特性（ｂ）龙门刨床的机械特性混合型机械特性主要见于各类金属切削机床中。特点：（１）低速段：阻转矩由切削力构成，具有恒转矩特性；（２）高速段：受床身机械强度的限制，只能恒功率调速。28（一）转矩变化看特性（二）发热要由工况定图1－１１电动机的温升曲线电动机的温升曲线图中：θN──额定状态下的稳定温升；τ──发热时间常数。曲线①──实际温升曲线；曲线②──不散热情况下的温升曲线

4、。根据负载工况的不同，电动机的温升特点也不相同，一般说来，可分为：１．连续负载如图1－９所示图1－１３连续负载28２．断续负载和短时负载图1－１５短时负载举例图1－１４非连续负载（ａ）断续负载（ｂ）短时负载短时负载举例28一．基本关系要牢记二．负载条件是上帝三．变频本领须有底（一）能力须瞧有效线图1－１６电动机的有效工作点１．有效转矩线的定义图1－１７ｋU＝ｋf时的有效转矩线把不同频率下的有效工作点联接起来，便得到异步电动机在变频调速时的有效转矩线，如图1－１６所示。28图1－１８有效转矩线与工作点有效转矩线只表明拖动系统能够正常运行的工作范围，拖动系统的工作点通常不在有效转矩线上

5、，如图1－１８所示。28（一）能力须瞧有效线（二）低频散热是关键图1－１９完全补偿的有效转矩线１．完全补偿的有效转矩线28图1－２０功耗与散热对有效转矩线的影响２．功耗与散热图1－２１实际有效转矩线３．实际有效转矩线28（一）能力须瞧有效线（二）低频散热是关键（三）高频功率不能变∵当ƒX＞ƒN时，ＵX＝ＵN＝ｃｏｎｓｔ∴Ｐ1X＝３ＵNＩNｃｏｓφ1≈ＰN＝ｃｏｎｓｔ图1－２２额频以上的有效转矩线28一．基本关系要牢记二．负载条件是上帝三．变频本领须有底四．传动机构细算计（一）机械功率要传递图1－２３常见的传动机构传动比：λ＝ｎM∕ｎL28（一）机械功率要传递（二）能量守恒须牢记ＰM

6、＝ＴMｎM∕９５５０；ＰL＝ＴLｎL∕９５５０ＰM≈ＰLｎL＝ｎM∕λＴL＝ＴM·λ可见，经传动机构减速后：（１）负载侧的转速下降，（２）但转矩增大。28图1－２４电动机和负载的工作点（一）机械功率要传递（二）能量守恒须牢记（三）折算为了坐标系图中，电动机的工作点Ｑ1：（３５，１５００）负载的工作点Ｑ2：（１４０，３７５）折算公式：ｎL’＝ｎL·λ＝ｎMＴL’＝ＴL∕λ（ＧＤ2）’＝（ＧＤ2）∕λ2物理意义经传动机构减速后：（１）电动机轴上的负载减轻；（２）电动机轴上的飞轮力矩大为减小。28（一）机械功率要传递（二）能量守恒须牢记（三）折算为了坐标系（四）遇事常想传动比１．传动比与

7、电动机的容量实例：某负载：ＴL＝８９Ｎ·ｍ；ｎL＝３７５ｒ∕ｍｉｎ；ＰL＝３.５ｋＷ。电动机：２ｐ＝４；ｎMN≈ｎM0＝１５００ｒ∕ｍｉｎ，ｓ≈０。λ＝１（１）电动机的转速因为λ＝１，所以：ｎMX＝ｎL＝３７５ｒ∕ｍｉｎ因ｐ＝２、ｓ≈０，故工作频率：ƒX＝＝１２.５Ｈｚ（２）电动机的转矩因为λ＝１，所以：ＴMN＝ＴL＝８９Ｎ·ｍ（３）电动机的容量图1－２４λ＝１ＰMN＝＝１３.９８ｋＷ28选用ＰMN＝１５ｋＷ的电动机。（４）说明：１５ｋＷ的电动机运行在１２.５Ｈｚ时，