廊坊职业技校变频器应用技术教案：变频器的选择

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1、廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级计划课时2周次11授课方法讲授教具尺教学内容§5.1变频器的选择教学目的1.了解负载机械特性2．掌握变频器的选择重点、难点变频器的选择复习提问电动机的机械特性作业5-1课后小结根据要求选择变频器9第五章变频器的选择与安装变频器的选择与安装是应用过程中的一个重要环节，选型不当会造成变频器不能充分发挥其作用；安装不规范会使变频器因散热不良而过热；布线不合理会使干扰增强，这些都可能造成变频器工作不正常。本章主要学习变频器选择与安装方面的基本知识。第一节负载的机械特性及传动机构一、机械传动

2、系统由电动机、传动机构和负载组成电动机是系统的动力源，由它拖动系统运行。最简单的传动系统，由电动机、连轴器和负载组成，电动机输出转矩TM，它与负载的阻转矩TL大小相等，方向相反，即TM＝TL（5-1）当电动机以转速n运行时，输出功率为（5-2）式中：n—电动机转速，单位r/min；图5-1传动系统TM—电动机输出转矩，单位N.m；p—电动机轴输出功率，也是负载侧消耗的总功率，单位kW。由第一章中的介绍已经知道，电动机的机械特性，它必须与负载的机械特性相匹配，整个传动系统才能正常工作。下面对几种二、典型负载的机械特性加以分析。1．恒

3、转矩负载这类负载的转矩不随转速的变化而变化，而是一恒定值。例如起重机的位能性负载，。电动机拖动卷绕轮将重物吊起，重物受到地球引力为FL，卷绕轮的半径为r，则负载转矩为TL=rFL。不管电动机的转速如何，因为FL不变，TL不变，所以这类负载具有恒转矩特性。除了电梯、卷扬机、起重机、抽油机等位能性负载具有恒转矩特性之外，摩擦类负载也是具有恒转矩特性的负载，如传送带、搅拌机、挤压成型机、造纸机等。恒转矩负载的机械特性如图5-3中直线①9所示，这类负载当转速发生变化，其负载功率与转矩成线性关系，如图5-3中直线②所示。最后要说明的是，恒转

4、矩负载只是转矩不随转速的变化而变化，而转矩会随负载自身的变化而变化，如起重机的重物发生了变化，则转矩也会发生变化。2．恒功率负载当负载的转速发生变化时，其转矩也随着变化，而负载的功率始终为一恒定值。例如，车床以相同的切削线速度和吃刀深度加工工件时，若工件的直径大，则主轴的转速低；若工件的直径小，则主轴的转速高，保持切削功率为一恒定值。又如卷绕机，开始卷绕时卷绕直径小，转矩小，则卷绕速度高；当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大，则卷绕速度降低，保持卷绕功率为一恒定值。恒功率负载的机械特性如图5-4中直线①所示，其转速与转矩之间的关系如图示

5、。3．平方转矩负载风机、泵类等流体机械，当叶轮转动时其工作介质（如空气、水、油等）对叶轮的阻力大致与叶轮转速的平方成比例。当叶轮的转速较低时，流体的流速低，对叶轮的阻力小。随着叶轮转速的增加，流体的流速加快，对叶轮的阻力按转速的二次方比例增加，即TL=kn2。平方转矩负载的机械特性如图5-5所示，曲线①是转矩特性，曲线②是功率特性。由特性曲线可见，这类负载起动转矩小，随着转速的升高，转矩也在增大；其负载功率与转速的三次方成比例，转速发生变化，其负载功率就有较大变化，所以这类负载用变频器调速具有很好的节能效果。三、齿轮传动机构齿轮传

6、动是传统的机械传动装置。图5-6是只有一对主、从齿轮的传动装置，通过改变输入轴齿轮Z1和输出轴齿轮Z2的齿数比，可以改变输入轴和输出轴的转速比和转矩比。齿轮传动在机械传动中应用非常广泛，例如车床的主轴传动，将电动机的固定转速通过不同的齿数传动比使主轴得到高低不同的多种转速。在变频器调速系统中，虽然电动机可以从0速调整到额定转速，但当调速范围和转矩不符合负载要求时，采用一级齿轮传动还是有必要的。例如，当负载的额定转速比电动机工作在50HZ（基频）时的转速低时，可采用齿轮进行升速传动；如电动机的转矩小于负载的转矩，可采用齿9轮进行减速

7、传动，用提高电动机转速的方法增大驱动转矩。下面介绍齿轮传动各量之间的关系。首先定义传动比：输入轴转速n1与输出轴转速n2之比（见图5-6），称为传动比，用λ表示，即：由传动比的定义式可知，λ﹤1，为升速传动；λ﹥1为降速传动；λ＝1，为直接传动。根据传动比的定义式，结合图5-6，可导出下面关系式：第二节变频器的选择变频器选择的依据主要是功能、容量、质量等性能指标是否能满足工程要求，其次是产品的品牌、价格等。各种因素综合平衡之后，在满足需要的前提下对变频器的品牌、型号进行选择。一、风机、泵类负载变频器的选择变频器在风机、泵类等负载中

8、应用，主要目的是利用变频器对负载流量进行控制而有效的节能。实践表明，风机或泵类负载恒速运转改为变频调速后，节能可达30~40％。1．风机、泵类负载的特性风机是输送空气的装置，水泵是输送水或液体的装置，两者的工作原理基本相同。下面以泵类负载为例加以说