0704(新2)第四讲因材施变用变频

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1、31第4讲因材施变用变频４．１负载特性是上帝图４－１恒转矩负载及其特性４．１．１恒转矩低速功率小TL＝F·r１．转矩特点∵Ｆ和ｒ都和转速的快慢无关∴ＴL＝const２．功率特点PL＝∝nL31图４－２恒功率负载及其特性４．１．２恒功率高频转矩孬１．功率特点ＰL＝const；２．转矩特点TL＝∝ＰL＝Ｆ·ｖ＝Const31图４－３混合型机械特性４．１．３混合特性机床包１．低速段允许的最大进刀量都相同，故负载转矩也相同，具有恒转矩性质。２．高速段由于受床身机械强度和振动以及刀具强度等的影响，速度越高，允许的最大进刀量越小，负载转矩也越小，但切削功率保持相同，故

2、具有恒功率性质。３．计算转速恒转矩区和恒功率区的分界转速，称为计算转速，用ｎD表示。ｎD≈在Ａ系列龙门刨床中规定，计算（分界）刨削速度为ｖD＝２５ｍ∕ｍｉｎ（最高刨削速度为ｖmax＝９０ｍ∕ｍｉｎ）31图４－４二次方律负载及其特性４．１．４二次方律风机水泵找１．转矩特点ＴL＝ＫT·ｎL2２．功率特点PL＝＝ＫP·ｎL3严格地讲，转矩表达式应为：ＴL＝Ｔ0＋ＫT·ｎL2功率表达式为：PL＝Ｐ0＋ＫP·ｎL331４．２变频本领须有底图４－５电动机的自然机械特性４．２．１电机特性三个点１．理想空载点电动机输出轴上的转矩为０，称为理想空载：（０，ｎ0）２．起动点电

3、动机刚接通电源，但转速仍为０时称为起动点：（ＴS，０）通常：ＴS≥１.５ＴMN３．临界点拐点Ｋ称为临界点：（ＴK，ｎK）通常：ＴK≥２.０ＴMN31４．２．３运行要看工作点图４－６拖动系统的运行状态与工作点１．拖动系统的运行状态（１）负载较轻ＴL1小，ＴM1也小，拖动系统工作在Ｑ1点；（２）负载较重ＴL2大，ＴM2也大，拖动系统工作在Ｑ２点。２．拖动系统的工作点（１）ｎ＝ｎQＴL＝ＴM＝ＴQ（２）ｎ＝ｎ1＜ｎQＴL减小为ＴL1，ＴM增大为ＴM1ＴL1＜ＴM1拖动系统作加速运行。直至转速上升到Ｑ点时为止。（３）ｎ＝ｎ2＞ｎQＴL增大为ＴL2，ＴM减小为ＴM2

4、ＴL2＞ＴM2拖动系统作减速运行。直至转速下降到Ｑ点时为止。31４．２．４能力须瞧有效线４．２．４．1有效转矩线的概念图４－７额定工作点与有效工作点１．额定工作点与有效工作点图４－８ｋU＝ｋƒ时的有效转矩线２．ｋU＝ｋƒ时的有效转矩线31３．有效转矩线与工作点图４－９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，而不是说明电动机在工作状态的特性曲线。因此，不能在有效转矩线上决定工作点。负载的运行段图４－１０负载的运行段31４．２．４．２　ƒX≤ƒN的有效转矩线图４－11发热与散热和频率的关系１．电动机的发热与散热２．有效转矩线的改善图４－12

5、有效转矩线的改善31４．２．４．３ƒX＞ƒN的有效转矩线１．ƒX＞ƒN时的特点（１）输出电压不变U1X≡U1N＝ｃｏｎｓｔ（２）主磁通减小∵Ｕ∕ƒ比下降∴主磁通Φ1也减小。（３）允许电流不变（４）最大输入功率基本不变Ｐ1X＝３ＵU1NＩU1Nｃｏｓφ1X≈ｃｏｎｓｔ图４－13　ƒX＞ƒN时的机械特性和有效转矩线２．ƒX＞ƒN时的有效转矩线图４－１７ƒX＞ƒN时的机械特性和有效转矩线（ａ）机械特性曲线簇（ｂ）有效转矩线有效转矩的大小与转速成反比：ＴMEX＝∝31４．３抓住要害来设计４．３．１基本关系不能偏４．３．１．１能量守恒要牢记图４－15带动负载比转矩４

6、．３．１．２图４－14拖动系统的功率带动负载转矩比31４．３．１．3　温升要随工况移图４－16电动机的发热与散热31４．３．１．4　违反规律有实例图４－17甩掉减速器（1）实例１（2）实例2图４－18提高生产率31４．３．２恒转矩范围须实现图４－19有效转矩线１．调速范围和负荷率的关系σ＝表４－２不同负荷率时的转速范围表负荷率最高频率最低频率调速范围１００％５０Ｈｚ２０Ｈｚ２．５９０％５６Ｈｚ１５Ｈｚ３．７８０％６２Ｈｚ１１Ｈｚ５．６７０％７０Ｈｚ６Ｈｚ１１．６31２．满足调速范围的途径例：某恒转矩负载：TL＝１４０Ｎｍ。ｎmax＝７２０ｒ/ｍｉｎ；nmi

7、n＝８０ｒ/ｍｉｎ（αn＝９）原选电动机的数据：ＰMN＝１１ｋＷ，ｎMN＝１４４０ｒ/ｍｉｎ。采用变频调速的计算如下：（１）电动机额定转矩ＴMN＝＝７２.９５Ｎｍ（２）负载转矩的折算值ＴL’＝＝７０Ｎｍ（３）电动机的负荷率　σ＝＝０.９６（4）满足调速范围的思考由表４－２，如果负荷率为７０％的话，则调频范围为αƒ＝＝１１.７＞αn（＝９）电动机轴上的负载转矩应限制在：ＴL’≤７２.９５×７０％＝５１Ｎｍ确定传动比：λ’≥＝２.７４５选λ’＝２.７５（5）功能预置要点（采用富士G11S系列变频器）功能码功能名称数据码数　据　码　含　义F01频率设定11外接电

8、压输入（0～＋10V）　F02运行操作1由外接FWD端子输入运行指