变频技术

什么是平方律负载

阻转矩与速度平方成正比的负载称为平方律负载,其典型代表是风机和泵类(罗茨鼓风机与油压泵除外)。其机械特性方程如下:TL=TLO+KL×n2  (3-30),式中 TL、nL 分别是负载转矩与转速、TLO 是损耗转矩、KL 是常数。所得机械特性曲线如图3-36 所示。图3-36 平方律负载的机械特性

电动机的损耗

变频调速后电动机各种损耗与效率均有变化。按电动机学理论,电动机损耗分为铁芯损耗(含磁滞与涡流损耗)、轴承摩擦损耗、风阻损耗、定子绕组铜耗、转子绕组铜耗、杂散损耗等。铁芯中磁滞损耗表达式为:  (3-5)由式(3-5) 知磁滞损耗与磁滞损耗系数、铁芯中磁通密度、铁芯重量及电源频率 f 有关。风机泵类负载流量 Q 与所需电动机轴功率 P 与转速 n 的关系为:  (3-6)变频调速后磁滞损耗减少速度比电动机有功减少速度慢、损耗所占比例有所提高。涡流损耗表达式为 Pe∝af²(3-7);轴承摩擦损耗 …

变频调速系统与平方律负载配用时的调试

调试方法如下:(1)平方律负载在额定转速以上运行时阻转矩增加很多、非但电动机严重过载、负载本身机械强度也不允许,故其最高工作频率不允许超过额定频率:fmax≤fN  (3-31)。(2)因平方律负载低速时阻转矩很小、即使在基本 U/f 比时电动机有效转矩仍比负载转矩大得多,故许多变频器提供 1~2 条比基本 U/f 比更低的 U/f 比曲线供用户选择。(3)平方律负载升速与降速方式以选半 S 形曲线方式为宜:低速时阻转矩小、升(降)速可适当快一些,速度渐高阻转矩迅速加大、升(降)速应逐渐放慢(如…

变频器负载率与效率的关系

变频器负载率 β 与效率 η 的关系曲线如图3-14 所示。由图可见 β=50% 时 η=94%、β=100% 时 η=96%,虽然 β 增加一倍但 η 变化仅 2%,这对中大功率变频调速系统(几百千瓦至几千千瓦)仍是可观的。系统效率等于变频器效率与电动机效率乘积,只有两者都在较高效率下工作、系统效率才较高。图3-14 变频器负载率 β 与效率 η 的关系曲线从效率角度选用变频器功率时注意:①为让变频器在高效值下运行,变频器功率值应与电动机功率值匹配;②变频器功率分级与电动机功率分级不同时,变频…

选择变频器的基本原则

由于变频调速与机械变速存在本质区别、不能简单地将机械调速系统改为同功率的变频调速系统。调速系统功率是转矩与转速乘积:  (3-10),式中 M 为转矩(N·m)、ω 为角速度(rad/s)、n 为转速(r/min)。机械变速时(如齿轮、皮带变速)若变比 K、电动机功率不变、忽略变速器效率,转速下降 K 倍会使转矩升高 K 倍、属恒功率负载(如图3-15 曲线1)。变频调速的转矩-转速曲线在低于额定频率时为恒转矩运行、电动机不能提高输出转矩,高于额定频率时转速升高转矩下降。工程中常见不同负载机械特…

生产机械按负载转矩特性的分类

实践中将生产机械按负载转矩特性分为三种类型。图3-27 生产机械负载转矩特性(1)恒转矩负载:负载转矩 TL 与转速 n 无关、任何转速下 TL 恒定或基本恒定,负载功率随负载速度增高而线性增加。多数生产机械负载转矩具有恒转矩特性、但转速精度与动态性能等一般要求不高,如挤压机、搅拌机、传送带、厂内运输电车、吊车平移机构、吊车提升机构与提升机等,选型可选 U/f 控制变频器、最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。起重机类负载启动时冲击很大、要求所选变频器留有余量;重物下放时有能量回馈、需配套制动单元…

恒功率负载的工作特点

恒功率负载的典型代表是金属切削机床(如车床、铣床、磨床等),其工作特点主要如下:(1)不同转速下允许的最大切削速度(线速度)相同。因此当工件(或切具)直径较大时转速应较低、而切削时阻转矩增大,结果是切削功率 PL 维持不变。(2)转矩与转速关系为 nL=9550PL/TL≈KLT/TL  (3-33),其机械特性为双曲线(如图3-38),该曲线上任意一点 TL×nL 乘积都相等(例如图3-38 中 0ABC 与 0A′B′C′ 的面积)。(3)选定速度后切削过程中不进行调速,其能得到任意速度不是…

调频范围 fx<fN 的缺点

如图3-39 所示,为使电动机在最低速时也能带动负载,电动机容量(与面积 0DEF 成正比)必须比负载实际功率(与面积 0ABC 成正比)大得多,从而在大部分转速下电动机未得到充分利用。图3-39 fmax≤fN 时特性曲线

变频器调速方式的快速转换

自动化生产线在正常情况下其电动机启动、停止与调速均由计算机系统控制,而在生产装置发生事故(尤其计算机系统事故)时又往往需要手动操作,这就要求变频调速控制系统能迅速在手动与自动状态下切换。手动与自动状态下切换电路如图3-40 所示。图3-40 手动和自动状态下切换电路手动操作系统与计算机操作系统的切换由安装于现场操作柱上的转换开关 SA 实现,共有自动、手动、停止三档。开关放手动位置时按 F 按钮 SST、接触器 K 合上变频器送电,此时变频器应设在面板键操作状态、由 RUN、STOP 键启动停止…

变频器选择时应注意的事项

选择变频器时应注意以下事项:(1)选择变频器应以实际电动机电流值为依据、电动机额定功率只能作参考;应充分考虑变频器输出含高次谐波、会使电动机功率因数与效率变坏。用变频器供电与工频电网供电相比,电动机电流增加 10%、温升增加约 20%,故选择电动机与变频器时应适当留余量、防止温升过高影响寿命。(2)变频器与电动机间若为长电缆,应采取措施抑制长电缆对地耦合电容影响、避免变频器出力不够,可将变频器容量放大一挡或在输出端安装输出电抗器。(3)一台变频器驱动多台电动机时,变频器容量应比多台电动机容量之和…

1 7 8 9 52