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变频器使用应注意转矩的匹配
苏北某化工厂,原中间产品的搅拌机所用YB200L-8型15k隔爆型三相异步电动机,配用减速机(减速比3:1),输出轴245r/min。这次在新增机台上取消了减速机,采用安川变频器控制电动机,直接带动搅拌机运转,仍然实现原来的转速。虽然设备体积小巧多了,但电机起动不久就跳闸,机台不能正常运行。用钳形电流表检测,电机电流约为55A,大小与变频器的显示相符,明显过载。经分析,由于去除了减速机,在电机输出功率不变的情况下,输出转矩为减速机的三分之一,无法满足原来的转矩输出要求。在这种情况下,我们不得不仍然使用减速机,由电网直接供电,变频器另作它用;如要去除减速机,则变频器及电机将增大容量。
变频器和电机匹配方法
变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时
必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三
种类型:
恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
1.1
恒转矩负载
负载转矩TL与转速n无关,任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。例如传送带、
搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载
。变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速下的转矩要足够大,并且有足够的过
载能力。如果需要在低速下稳速运行,应该考虑标准异步电动机的散热能力,
避免电动机的温升过高。
1.2
恒功率负载
机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩
,大体与转速成反比,这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就
一定的速度变化范围而言的。当速度很低时,受机械强度的限制,TL
不可能无限增大,在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对
传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时,最大允许输出转矩不
变,属于恒转矩调速;而在弱磁调速时,最大允许输出转矩与速度成反比,属
于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒
功率范围相一致时,即所谓“匹配”的情况下,电动机的容量和变频器的容量
均最小。
1.3
风机、泵类负载
在各种风机、水泵、油泵中,随叶轮的转动,空气或液体在一定的速度范围内
所产生的阻力大致与速度n的2次方成正比。随着转速的减小,转矩按转速的2
次方减小。这种负载所需的功率与速度的3
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