1. 恒功率负载及其特点
恒功率负载指负载转矩 TL 与转速 n 成反比、而功率基本维持不变的负载。典型实例包括:①卷取机械——以相同张力卷绕线材时,卷筒直径小则转矩小但转速高,随卷绕直径增大转矩变大但转速降低,故功率不变;②轧机——轧小件高速小转矩,轧大件低速大转矩,总轧制功率不变;③车床加工——精加工切削力小但切削速度高,粗加工切削力大但切削速度低,总切削功率不变。
(1)功率恒定。恒功率负载的张力 F 与线速度 v 均须保持恒定,故不同转速下负载功率基本恒定,即 PL=Fv=常数,其功率特性曲线如图7-10b 所示。需注意,此处“恒功率”指转速变化过程中功率基本不变,不能与负载轻重变化相混淆;就卷取机械而言,被卷物体材质不同则所要求的张力与线速度不同,卷取功率也不相等。
图7-9 恒功率负载
图7-10 恒功率负载的机械特性和功率特性
(2)负载转矩与转速成反比。负载转矩取决于卷取物的张力与卷取半径,即 TL=Fr (7-13),式中 F 为卷取物张力,r 为卷取半径。卷取过程中 r 不断增大,负载转矩随之增大;另一方面,因要求线速度 v 恒定,随 r 增大转速 nL 必然不断减小。由机械功率 PL、转矩 TL 与转速 nL 的关系可得
(7-14)
即负载阻转矩与转速成反比,如图7-10a 所示。
2. 恒功率负载变频器的选择
对恒功率负载,一般可选用通用型、采用 U/f 控制方式的变频器;但对动态性能要求较高的卷取机械,则必须采用具有矢量控制功能的变频器。