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【简述】直流电机或变频电机都有这两种特性。恒转矩是低速时特性(基频以下即50HZ以上),恒功率是高速时特性(基频以上,即50HZ以上)。
按性质分,工业负载大体上有三类。第一类是恒转矩负载,最典型的是电梯,电梯一旦载客运行后,由于人数是不变的,故不管速度是快还是慢,负载力矩是恒定的。第二类是恒功率负载,最典型的是机床主轴、轧机轧辊主传动。它们的负载特点是低速时要求转矩大(粗切削、初轧),高速时转矩反倒要求低(精加工),但它们要求的输出功率是恒定的。由于功率=转矩×转速(频率)-常数,故称为恒功率负载。第三类是风机水泵负载,这类负载的特点是功率(转矩)与转速呈曲线关系。这三类负载和变频器的匹配将在后面“应用篇”中再举例说明。
对于恒转矩负载选用变频器时,最适合用压频比V/f为常数的控制方法。对于恒功率的负载,若用V/f控制法,就会造成低频时转矩不够。若为了满足低频(低速)将变频器容量选大,到高频(高速)时变频器就欠载运行,使用很不充分,造成容量浪费。
为了解决以上矛盾,习惯将恒功率负载的变频器最低频率定为基频(f1N=50Hz),并规定调频只能往上调,例如,50~100Hz、50~200Hz等。目前,变频器产品的最高频率限制为500Hz。
现简述恒功率变频器的主要特点。基频f1N=50Hz时,频率可以从f1N往上增高,但电压U1却不能超过额定电压U1N,最多只能保持U1=U1N。由式(3-1)可知,这时磁通与频率成反比地降低,相当于直流电动机弱磁升速的情况。
把基频以下和基频以上两种情况结合起来,可得图3-2所示的异步电动机变压变频调速控制特性曲线。如果电动机在不同转速下都能达到额定电流,即可在温升允许条件下长期运行,则转矩基本上随磁通变化。按照电气传动原理,在基频以下,磁通恒定时转矩也恒定,属于“恒转矩调速”;而在基频以上,转速升高时转矩降低,基本上属于“恒功率调速”。
图3-2异步电动机变压变频凋速控制特性曲线
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