第2章電動機變頻后帶負載特性

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1、38怎樣描繪拖動系統(tǒng)的帶負載能力？第2章　電動機變頻后的帶負載特性2．1　異步電動機的機械特性2．1．1　異步電動機的自然機械特性圖2－1　異步電動機的自然機械特性a）自然機械特性　b）機械特性的含義――――――――――――――――――――――――――――――――――電動機的機械特性：描繪電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間關系的曲線。自然機械特性：在不改變?nèi)魏螀?shù)時的機械特性。理想空載點：阻轉(zhuǎn)矩和損耗轉(zhuǎn)矩都等于0時的工作點。起動點：剛合上電源，尚未起轉(zhuǎn)時的工作點。臨界點：產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的工作點。機械特性說明的問題：從電動機的角度看，轉(zhuǎn)速降低，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩將增大。1．自然機械特性38

2、圖2－2　機械特性的含義之二a）拖動系統(tǒng)的工作點　b）機械特性的含義――――――――――――――――――――――――――――――――――負載的機械特性：描繪負載的阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間關系的曲線（曲線②）。拖動系統(tǒng)工作點：電動機機械特性（曲線①）與負載機械特性（曲線②）的交點。負載增大的過程：TL↑→TM＜TL→nM↓→TM↑→TM＝TL→在已經(jīng)降低了的轉(zhuǎn)速下達到新的平衡。拖動系統(tǒng)的觀察結果：負載轉(zhuǎn)矩增加，拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速將有所下降。2．拖動系統(tǒng)的工作點3．機械特性的“硬”與“軟”圖2－3　機械特性的“硬”與“軟”a）硬特性　b）軟特性―――――――――――――――――――

3、――――――――――――――――硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速的變化不大。軟特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速的變化較大?！?82．1．2　異步電動機的人工機械特性圖2－4　轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的機械特性a）轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的電路　b）機械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特點：臨界轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)速下降，起動轉(zhuǎn)矩增大。優(yōu)點：有利于起動。缺點：機械特性變軟。1．轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的機械特性2．改變電壓的機械特性圖2－5　改變電壓的機械特性a）電路圖　b）機械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特點：臨界轉(zhuǎn)速不變，臨界轉(zhuǎn)矩減小，起

4、動轉(zhuǎn)矩減小。優(yōu)點：可平滑起動?！　　　∪秉c：不利于起動。38圖2－6　fX≤fN時的機械特性a)變頻調(diào)速　b)變頻機械特性簇――――――――――――――――――――――――――――――――――理想空載點：隨頻率的減小而下移。臨界轉(zhuǎn)矩：略有減小。機械特性硬度：基本不變。優(yōu)點：可平滑調(diào)速。缺點：低頻時帶負載能力略有減小。3．改變頻率的機械特性（kU=kf）38轉(zhuǎn)矩變小的關鍵在磁通！2．2　低頻時臨界轉(zhuǎn)矩減小的原因圖2－7　有效轉(zhuǎn)矩與磁通――――――――――――――――――――――――――――――――――――（1）電磁轉(zhuǎn)矩總是和負載轉(zhuǎn)矩（包括損耗轉(zhuǎn)矩）相平衡的。（2）電磁

5、轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子電流和磁通的乘積。（3）電流是不允許超過額定電流的。（4）臨界轉(zhuǎn)矩與磁通成正比。2．2．1　有效轉(zhuǎn)矩與磁通2．2．2　與磁通有關的因素382．2．3　頻率下降時的磁通變化（kU＝kf）　假設：（1）ΔU＝30V［I1＝I1N］（約30～40V）（2）≈U1X－ΔU1圖2－8　低頻時臨界轉(zhuǎn)矩減小的原因a）運行頻率為50Hz　b）運行頻率為25Hz　c）運行頻率為10Hz――――――――――――――――――――――――――――――――――低頻時運行特點變頻器的輸出電壓：隨頻率的減小而下降。電動機的阻抗壓降：如負載不變，則阻抗壓降也基本不變。反電動勢：有所減

6、小。磁通：有所減小。臨界轉(zhuǎn)矩：有所減小。當kU＝kf，I1＝I1N時，在不同頻率下的磁通量fX（Hz）U1X（V）Φ1X（%）fX（Hz）U1X（V）Φ1X（%）5038010020152874030498107666302289453823382．3　增大轉(zhuǎn)矩的對策之一　——V／F控制方式2．3．1　V／F控制的基本思想　　圖2－9　電壓補償?shù)脑韆）電壓補償?shù)暮x　b）25Hz時的補償量　c）10Hz時的補償量――――――――――――――――――――――――――――――――――轉(zhuǎn)矩提升的基本思想：低頻時適當補償電壓，使反電動勢保持不變。1．設置轉(zhuǎn)矩提升功能圖2－

7、10　轉(zhuǎn)矩提升量的定義a）基本U∕f線　b）轉(zhuǎn)矩提升量――――――――――――――――――――――――――――――――――基本U∕f線：kU＝kf時的U∕f線?；绢l率：與最大輸出電壓對應的頻率。轉(zhuǎn)矩提升量：　UC%＝×100%2．轉(zhuǎn)矩提升后的U∕f線38圖2－11　負載變化（減輕）對磁通的影響a）負荷率減輕至20%　b）正常時勵磁電流　c）飽和時勵磁電流――――――――――――――――――――――――――――――――――變頻器的輸出電壓：只和頻率有關，與負載無關。阻抗壓降：負載減小時，阻抗壓降也隨之減小。反電動勢：負載減小時，將有所增加。磁通：負載減小時，將有