变频器第四章(1)

1、第四章第四章 变频器驱动系统设计变频器驱动系统设计变频器驱动系统概述变频器驱动系统概述机械负载与电机的转矩特性机械负载与电机的转矩特性设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点电机的选择电机的选择变频器的选择变频器的选择本章要点本章要点变频器驱动系统概述变频器驱动系统概述变频器驱动系统变频器驱动系统 即可调速交流电机驱动系统即可调速交流电机驱动系统(交流调速系统交流调速系统)基本构成基本构成 与传统系统相比与传统系统相比,就是在电源与电机间增加了变频器就是在电源与电机间增加了变频器.变频器驱动系统概述变频器驱动系统概述电动机与机械负载之间的运动方程电动机与机械负载之间的运动方程:确定机械参考方向确定

2、机械参考方向 n TT2M-电动机负载单轴电力拖动系统nT0TLnTTLa轴的剖面图轴的剖面图b直角坐标系直角坐标系转速转速n、 、转矩转矩T、 、负载转矩负载转矩TL的正方向的正方向gLMTdtdnGDTT3752列写刚体转动方程列写刚体转动方程变频器驱动系统概述变频器驱动系统概述交流变频调速的电机带风机负载的情况交流变频调速的电机带风机负载的情况:加速加速匀速的过程匀速的过程:转矩和转速随时间变化的情况转矩和转速随时间变化的情况 电机的转矩变化过程电机的转矩变化过程:T0ac电机转速的变化电机转速的变化:0a虚线虚线稳定转速稳定转速调速系统的关键在于处理好电机转矩特性与负载转矩特性的关系调

3、速系统的关键在于处理好电机转矩特性与负载转矩特性的关系.4.1 机械负载与电机的转矩特性机械负载与电机的转矩特性恒转矩负载恒转矩负载平方降负载平方降负载恒功率负载恒功率负载电动机的转矩特性电动机的转矩特性 生产机械工作机构的生产机械工作机构的负载转矩负载转矩TL与转速与转速n之间的关系之间的关系TL=f(n) ，称之为负载机械特性，称之为负载机械特性,也称为负载的转矩特性也称为负载的转矩特性(load torque characteristic)。 实际生产机械品种繁多实际生产机械品种繁多,其工作机构的负载机械特性也各其工作机构的负载机械特性也各不相同。经过统计分析，可归纳为下列三种典型的负载

4、机不相同。经过统计分析，可归纳为下列三种典型的负载机械特性。械特性。 1、恒转矩负载特性、恒转矩负载特性 恒转矩负载：负载转矩为常数，大小与转速恒转矩负载：负载转矩为常数，大小与转速n无关。无关。 典型机械典型机械:传送带传送带搅拌机搅拌机挤压成型挤压成型机机吊车吊车2、平方降转矩负载、平方降转矩负载 转矩的大小以转速的平方比例增减转矩的大小以转速的平方比例增减,功率以转速的三功率以转速的三次方比例增减次方比例增减.典型机械典型机械:风扇风扇风机风机泵泵风机水力机械风机水力机械3、恒功率负载、恒功率负载 输出功率为恒定值输出功率为恒定值,与转速的大小无关与转速的大小无关.典型机械典型机械:机床

5、主轴机床主轴卷纸机卷纸机主要表现主要表现:在转矩低时在转矩低时,提高转速提高转速.在遇到较大阻力时在遇到较大阻力时,转速下降转速下降.卷纸机卷纸机:在收纸时在收纸时,纸卷直径较小时纸卷直径较小时,转速快转速快;纸卷直径较大时转速慢纸卷直径较大时转速慢,以保以保证以接近恒速和相同的张力收取纸张证以接近恒速和相同的张力收取纸张.机床机床:切削时工作速度慢切削时工作速度慢,提高转矩提高转矩;不切削时不切削时,转速快转速快,转矩小转矩小.恒功率负载特性很多时候表现为一种工艺需要恒功率负载特性很多时候表现为一种工艺需要,而非机械的固有特性而非机械的固有特性4、电动机的转矩特性、电动机的转矩特性 变频器驱

6、动的交流电动机系统的转矩特性取决于变频变频器驱动的交流电动机系统的转矩特性取决于变频器的输出特性器的输出特性.V/f决定其连续额定输出决定其连续额定输出,变频器最大输出变频器最大输出决定电机瞬间最大输出决定电机瞬间最大输出.当当V/f控制普通电机时控制普通电机时1)工频以上工频以上,电压保持额定电压电压保持额定电压,压频比减小压频比减小磁场减弱磁场减弱,输出转矩减小输出转矩减小2)工频以下工频以下,基本上可以按恒转矩考虑基本上可以按恒转矩考虑,但在频率很低但在频率很低(电机风扇转得慢电机风扇转得慢)时时,考虑电机的散热问题考虑电机的散热问题,其允许输出转矩下降很快其允许输出转矩下降很快.4、电

7、动机的转矩特性、电动机的转矩特性当当V/f控制专用变频电机时控制专用变频电机时1)工频以上工频以上,电压保持额定电压电压保持额定电压,压频比减小压频比减小磁场减弱磁场减弱,允许输出转允许输出转矩减小矩减小.2)工频以下工频以下, 在频率很低在频率很低(电机风扇转速不变电机风扇转速不变)时时,散热效果变化不大散热效果变化不大,其允许输出转矩下降不多其允许输出转矩下降不多.3)针对不同工作制的电机针对不同工作制的电机,其转矩特性情况略有区别其转矩特性情况略有区别.4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点驱动恒转矩负载驱动恒转矩负载驱动平方降负载驱动平方降负载驱动恒功率负载驱动恒功率负载驱动四象

8、限运行负载驱动四象限运行负载驱动脉冲转矩负载驱动脉冲转矩负载驱动大惯性驱动大惯性高速高速大起动转矩负载大起动转矩负载4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点1.驱动恒转矩负载驱动恒转矩负载恒转矩负载所需要的转矩不随转速变化恒转矩负载所需要的转矩不随转速变化.对应的电机的转矩特性如对应的电机的转矩特性如图图考虑变频器供电谐波影响导致的温升及低频时由于冷却效果不好考虑变频器供电谐波影响导致的温升及低频时由于冷却效果不好,电机的实际输出转矩要在额定基础上打折电机的实际输出转矩要在额定基础上打折,因此选电机容量要适当因此选电机容量要适当增加增加.变频器的容量也要适当增大变频器的容量也要适当增大.4

9、.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点1.驱动恒转矩负载驱动恒转矩负载考虑要点考虑要点:1)最好选用变频专用电机最好选用变频专用电机2)如不选专用电机如不选专用电机,则需要专门的冷却风扇则需要专门的冷却风扇3)适当增大电机的容量适当增大电机的容量,降低负载率降低负载率变频器在低频起动或运行时变频器在低频起动或运行时,需要有转矩增强或补偿功能需要有转矩增强或补偿功能.但是电压但是电压补偿的结果会使变频器有发热、振动、噪声等问题。选补偿的结果会使变频器有发热、振动、噪声等问题。选V/ f特性时特性时要注意。要注意。带全程自动转矩增强功能的变频器能自动按负载电流调整带全程自动转矩增强功能的变频器

10、能自动按负载电流调整V/f值，值，运行更稳定、更节能。运行更稳定、更节能。针对传送带升降机等需要满载起动或低速运行时，要适当调大电针对传送带升降机等需要满载起动或低速运行时，要适当调大电机容量，再选变频器容量，还需要考虑制动时能量反馈方式或制动机容量，再选变频器容量，还需要考虑制动时能量反馈方式或制动方式。方式。4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点2.驱动平方降负载驱动平方降负载考虑要点考虑要点:1)平方降负载主要用于风扇平方降负载主要用于风扇风机风机水泵类负载的场合水泵类负载的场合2)低频时低频时,本类负载的转矩都不大本类负载的转矩都不大,用用V/f控制即能实现对其控制控制即能实现对

11、其控制,一般一般通用型变频器都具有预设定的通用型变频器都具有预设定的v/f特性特性.3)为避免该类系统具有较大的转动惯量为避免该类系统具有较大的转动惯量,或者再起动时出现超大的负或者再起动时出现超大的负载转矩载转矩,导致过热保护动作导致过热保护动作,变频器的起动时间应设定长一些变频器的起动时间应设定长一些.4)平方降负载在转速提高时平方降负载在转速提高时,输出转矩和功率迅速上升输出转矩和功率迅速上升,因此除非必因此除非必要要,一般不放在高频段运行一般不放在高频段运行.5)可选用普通电机可选用普通电机6)本类设备作变频驱动改造本类设备作变频驱动改造,节能效果明显节能效果明显.4.2 设计驱动系统

12、的要点设计驱动系统的要点3.驱动恒功率负载驱动恒功率负载考虑要点考虑要点:1)恒功率负载主要用于卷扬机恒功率负载主要用于卷扬机机床主轴机床主轴卷纸机等场合卷纸机等场合2)基频以上时基频以上时,保持变频器的输出电压不变保持变频器的输出电压不变,即能实现高速区的低转即能实现高速区的低转矩特性矩特性.3)基频以下时基频以下时,变频器的输出电压与变频器的输出电压与f之比保持恒定之比保持恒定,属恒转矩调速属恒转矩调速.要要使低速时转矩有提升使低速时转矩有提升,则必须增大电机的容量和变频器的容量则必须增大电机的容量和变频器的容量.4)概念概念: 驱动恒功率负载时驱动恒功率负载时,一般将一般将1.0(p.u

13、.)称为称为基频转速基频转速,低于该转速低于该转速的区间为的区间为恒转矩区域恒转矩区域;高于该转速的区域定为高于该转速的区域定为恒功率区域恒功率区域.如果以基如果以基频转速频转速m (m1)倍恒功率运转倍恒功率运转,则称为则称为1:m恒功率运转恒功率运转. 普通异步电机只能达到普通异步电机只能达到1:21:3的恒功率运转的恒功率运转,有些专门设计的有些专门设计的能改变绕组电机能改变绕组电机,结合矢量控制结合矢量控制,能达到能达到1:12,适应数控机床等的需要适应数控机床等的需要.4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点3.驱动恒功率负载驱动恒功率负载电机与驱动系统匹配的问题电机与驱动系统匹

14、配的问题a)图为负载要求的转矩特性图为负载要求的转矩特性,负载要求负载要求1:2恒功率运行恒功率运行,在基频以下在基频以下,E/f值相同值相同,而超而超过基频时过基频时,E/f=1/sqrt(2),即能保证转速上即能保证转速上升升1倍倍,而转矩下降为原来的而转矩下降为原来的1/2(恒功率恒功率);基频电压与基频电压与2.0(p.u.)电压不同电压不同 b)图为不恰当的匹配图为不恰当的匹配:电机的恒转矩范围电机的恒转矩范围过宽过宽(不符合工艺不符合工艺),电机容量偏大电机容量偏大(浪费浪费).c) 采用在采用在1.0(p.u.)为最大变频器电压输为最大变频器电压输出点出点,保持转差频率恒定保持转

15、差频率恒定,在转速上升时在转速上升时,功率不能保持恒定功率不能保持恒定(略有下降略有下降)d)图图,采用采用V/f控制控制,转差频率升高转差频率升高,恰好使恰好使功率恒定功率恒定.4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点4.驱动四象限运行负载驱动四象限运行负载考虑要点考虑要点:1) 主要用于起重机主要用于起重机电梯电梯吊吊车场合车场合,属位能型恒转矩负属位能型恒转矩负载载2) 变频器要能使电机正反转变频器要能使电机正反转.3) 馈能和制动电路的工作时馈能和制动电路的工作时序序,及制动转矩大小要正确及制动转矩大小要正确.4)一般同时要求配合机械抱一般同时要求配合机械抱闸使用闸使用.4.2 设

16、计驱动系统的要点设计驱动系统的要点5.驱动脉动转矩负载驱动脉动转矩负载考虑要点考虑要点:1) 主要用于往复式空气压缩机等场合主要用于往复式空气压缩机等场合,正行程和返回行程转矩正行程和返回行程转矩大小相差较大大小相差较大2) 为了避免电流出现大的脉动引起防失速保护动作为了避免电流出现大的脉动引起防失速保护动作,输出频率输出频率下降下降,达不到需要的工作状态达不到需要的工作状态.一般采用加大飞轮矩一般采用加大飞轮矩,增加惯性增加惯性.3) 加大飞轮矩加大飞轮矩,在起动时需要较长的加速时间在起动时需要较长的加速时间.4)加大飞轮矩加大飞轮矩,在需要较快停车场合在需要较快停车场合,回馈能量增大回馈能

17、量增大,需要考虑变需要考虑变频器的馈能回路频器的馈能回路.4.2 设计驱动系统的要点设计驱动系统的要点5.驱动冲击驱动冲击大惯性大惯性高速运转高速运转大起动转矩负载大起动转矩负载考虑要点考虑要点:1) 针对冲压等机械针对冲压等机械,瞬间加载类的瞬间加载类的驱动冲击负载驱动冲击负载,为避免过流动作为避免过流动作,一般采用大飞轮或加大变频器容量一般采用大飞轮或加大变频器容量.2)针对飞轮矩较大的机械针对飞轮矩较大的机械(离心机离心机)类类大惯性负载大惯性负载,为避免起动和停为避免起动和停止时出现过流动作止时出现过流动作,起动时间设定较长起动时间设定较长;停止时间也要设定较长停止时间也要设定较长,制

18、制动电阻的阻值需要核定动电阻的阻值需要核定,在馈能较大时在馈能较大时,则需要提供馈能电路则需要提供馈能电路.3) 针对木工机械针对木工机械高精度机床等高精度机床等高速运转负载高速运转负载,其转速达到其转速达到3600-30000以上以上.采用采用PWM电流的谐波较大电流的谐波较大,需要输入输出端加设电抗需要输入输出端加设电抗器减小电流波动器减小电流波动;或者采用或者采用PAM;在厂家允许的频率下运转在厂家允许的频率下运转.4)挤压成形挤压成形搬运等场合的搬运等场合的重载起动场合重载起动场合.一般采用变极起动提高一般采用变极起动提高起动转矩起动转矩,或者提高或者提高V/f变频器的容量变频器的容量

19、,并进行低频转矩补偿并进行低频转矩补偿.4.3 电机的选择电机的选择 选对电机时选对电机时,主要核算电机的起动、加速、正常主要核算电机的起动、加速、正常运转的运转的转矩、功率转矩、功率是否能满足生产机械的需要，还是否能满足生产机械的需要，还要注意根据电机所处的环境选择要注意根据电机所处的环境选择保护等级保护等级； 变频器电机驱动系统的机械特性不同于电机的变频器电机驱动系统的机械特性不同于电机的固有特性，也需要在实际设计中考虑。固有特性，也需要在实际设计中考虑。 本节的主要内容：本节的主要内容：电机外壳保护的选定电机外壳保护的选定电机的容量选择电机的容量选择电机选择时的注意事项电机选择时的注意事

20、项4.3 电机的选择电机的选择 1.电机外壳保护的选定电机外壳保护的选定电机外壳保护的目的电机外壳保护的目的:防止电机对人身造成伤害防止电机对人身造成伤害,以及避免电机受到以及避免电机受到外部环境的影响和损害外部环境的影响和损害.国家标准国家标准:GB4942.1-1985,规定两种类型的防规定两种类型的防护等级护等级:1)防止人体触及电机内部带电体或壳内转动部件防止人体触及电机内部带电体或壳内转动部件(光滑旋转轴和类光滑旋转轴和类似部件除外似部件除外),防止固体异物进入电机防止固体异物进入电机2)防止电机进水引起的有害影响防止电机进水引起的有害影响.保护等级的代号规定保护等级的代号规定:4.

21、3 电机的选择电机的选择 1.电机外壳保护的选定电机外壳保护的选定4.3 电机的选择电机的选择 1.电机外壳保护的选定电机外壳保护的选定正确选择电机容量的意义正确选择电机容量的意义:如果电机容量过大，则电机效率低，容量浪费，如果电机容量如果电机容量过大，则电机效率低，容量浪费，如果电机容量不能充分利用不能充分利用.如果容量过小，则电机过热，电机寿命要降低。如果容量过小，则电机过热，电机寿命要降低。 若工作温度超过允许温度，则每升高若工作温度超过允许温度，则每升高8，绝缘寿命缩短一半。，绝缘寿命缩短一半。选电机时，除选容量外，还要选电机的型式，电流种类，转速选电机时，除选容量外，还要选电机的型式

22、，电流种类，转速等。等。 2.电动机容量的选定电动机容量的选定4.3 电机的选择电机的选择4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定电机容量选择要考虑的因素电机容量选择要考虑的因素:1)电机的容量大于负载所需要的最大功率电机的容量大于负载所需要的最大功率;2)电机的最大转矩大于负载的起动转矩电机的最大转矩大于负载的起动转矩,且有足够的裕量且有足够的裕量;3)电源电压下降电源电压下降10%时时,电机能输出足够的转矩电机能输出足够的转矩;4)电机在使用中不宜超过规定的温升电机在使用中不宜超过规定的温升;5)电机的容量要有一定裕量电机的容量要有一定裕量,使其能适应不同的机构效

23、率或负载差使其能适应不同的机构效率或负载差异异;6)根据负载运行的特点根据负载运行的特点,选择合适的电机工作制选择合适的电机工作制.考虑电机容量的基本依据考虑电机容量的基本依据:电机容量电机容量=驱动负载的动力驱动负载的动力+负载加减速需要的动力负载加减速需要的动力4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算1)重力负载的计算重力负载的计算起重机、升降机、电动葫芦垂直起降起重机、升降机、电动葫芦垂直起降310/vWP单位单位:PKW; vm/s; WN;直齿轮、锥齿轮、浸油齿直齿轮、锥齿轮、浸油齿轮箱机械效率轮

24、箱机械效率0.94-0.98;蜗蜗轮机构轮机构0.5-0.8之间之间.4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算1)重力负载的计算重力负载的计算起重机、起重机、升降机、电动葫芦垂直起降升降机、电动葫芦垂直起降;右图右图:机械效率为机械效率为75%时卷取所需要时卷取所需要的功率的功率.每条直线代表同一功率下的卷每条直线代表同一功率下的卷取重量与速度的关系取重量与速度的关系.4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算2)磨擦负载

25、的计算磨擦负载的计算起重机、升降机横移、行走、台车、传送带起重机、升降机横移、行走、台车、传送带310/vWP注注:i)为摩擦系数。为摩擦系数。ii)实际中也用行走阻力系数代替摩实际中也用行走阻力系数代替摩擦系数擦系数 ，其定义为单位负载遇，其定义为单位负载遇到的阻力，单位为到的阻力，单位为kg/t/WvP4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算2)磨擦负载的计算磨擦负载的计算起重机、升降机横移、行走、台车、传送带起重机、升降机横移、行走、台车、传送带(斜面斜面)cos(sinWF缆绳的张力：缆绳的张力：3

26、10/vFP负载功率：负载功率：4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算3)流体负载的计算流体负载的计算泵、风扇、风机类负载泵、风扇、风机类负载)12.6/(pQHkP泵的驱动力公式：泵的驱动力公式：裕量系系数裕量系系数1.1-1.2液体密度，液体密度，kg/m3流量，流量，m3/ min全扬程，全扬程，m泵的效率泵的效率0.6-0.83kQHp4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算3)流体负载的计算流体负载的计算泵泵

27、4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算3)流体负载的计算流体负载的计算风扇、风机类负载风扇、风机类负载310/kQHP风扇、风机风扇、风机的驱动力公式：的驱动力公式：裕量系系数裕量系系数1.1-1.5咨询厂家咨询厂家流量，流量，m3/ min风压，风压，Pa效率效率0.35-0.75kQH4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算4)带式传送带负载的计算带式传送带负载的计算367/60/)(60/)(06.0010321

28、hQLLfQLLfWvPPPP带式传送带负载由三个部分组成带式传送带负载由三个部分组成空载动力空载动力水平负载动力水平负载动力垂直负载动力垂直负载动力传送带长度与修正值，传送带长度与修正值，m扬程，升取正，降取负扬程，升取正，降取负1P2P3P滚辊旋转磨擦系数滚辊旋转磨擦系数除载重物以外运动部分重量，除载重物以外运动部分重量，N/m传送带的速度，传送带的速度，m/s搬运量，搬运量，t/h机械效率机械效率0.7-0.8fWv1Q0LLh/PP4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算4)带式传送带负载的计算带式

29、传送带负载的计算带式传送带负载由三个部分组成带式传送带负载由三个部分组成4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算5)电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算 电梯：电梯：/103vWP额定载重，额定载重，N额定载重的配重率，一般为额定载重的配重率，一般为0.5电梯升降速度，电梯升降速度，m/s电梯总机械效率电梯总机械效率0.8-0.85Wv注：配重注：配重=箱体自重箱体自重+配重率配重率额定载重额定载重4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容

30、量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算5)电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算 车床主轴：车床主轴：/103dLvkkPap工件材质参数工件材质参数前倾角前倾角 参数，参数，平均切削深度，平均切削深度，mm实际切削刀具的长度，实际切削刀具的长度，mm机械效率机械效率0.7-0.8pkkdL4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算5)电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算电梯、车床

31、、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算 车床刀架往复台和尾座快速进给：车床刀架往复台和尾座快速进给：/103vWP摩擦系数（摩擦系数（0.1）移动速度，移动速度，m/s刀架或尾座台自重，刀架或尾座台自重，N机械效率机械效率0.8-0.85，0.9-0.95vW4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(1)连续负载的计算连续负载的计算5)电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算电梯、车床、铣床、磨床、钻床的主轴与进给负载功率计算 4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(2

32、)惯性负载加速需要的动力计算惯性负载加速需要的动力计算1）旋转体需要的动力计算）旋转体需要的动力计算 为使负载快速达到预定的为使负载快速达到预定的 速度，需要有一定的加速力矩，这就速度，需要有一定的加速力矩，这就需要加速动力。需要加速动力。 )375/(2AACtnGDT加速转矩，加速转矩， kg.m转动体飞轮矩转动体飞轮矩 kg.m2转速转速,r/min加速时间加速时间,s机械效率机械效率0.7-0.8ACT2GDnAtACAcTnP6024.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(2)惯性负载加速需要的动力计算惯性负载加速需要的动力计算2

33、)直线运动加速需要的动力计算直线运动加速需要的动力计算 为使负载快速达到预定的为使负载快速达到预定的 速度，需要有一定的加速力矩，这就速度，需要有一定的加速力矩，这就需要加速动力。需要加速动力。 AtWvmaf/)/(/AtWvfF)/(1010233AAtWvvFP4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(2)惯性负载加速需要的动力计算惯性负载加速需要的动力计算3)惯性负载的动力计算惯性负载的动力计算吊车横移、偏心分离机、偏心铸造机等吊车横移、偏心分离机、偏心铸造机等 惯性负载指电动机的输出大部分都消耗在惯性体加减速方面惯性负载指电动机的

34、输出大部分都消耗在惯性体加减速方面 。一般这种负载的飞轮矩远大于电机轴飞轮矩，需要校核电机是否能一般这种负载的飞轮矩远大于电机轴飞轮矩，需要校核电机是否能够承受这种惯性负载。够承受这种惯性负载。 在功率上，一般使其工作在过载区（短期），采用经验公式：在功率上，一般使其工作在过载区（短期），采用经验公式：52210)5 .55/(AACTnGDP4.3 电机的选择电机的选择 2.电动机容量的选定电动机容量的选定负载计算的方法负载计算的方法(2)惯性负载加速需要的动力计算惯性负载加速需要的动力计算4)载物打滑、倒翻及摆动载物打滑、倒翻及摆动-（核定电动机加速度是否过大）（核定电动机加速度是否过大）

35、 4.3 电机的选择电机的选择 3.选电动机的注意事项选电动机的注意事项(1)速度限制速度限制速度控制上限速度控制上限:由于变频器运行下由于变频器运行下,电机的转速会超过额定转速电机的转速会超过额定转速,需要需要校验电机的动平衡与轴承耐磨性校验电机的动平衡与轴承耐磨性中间速度中间速度:风扇、风机等大惯性负载风扇、风机等大惯性负载,其固有振动频率通常都在调速其固有振动频率通常都在调速范围内。在电机的转矩脉动与固有频率相同时，发生共振，严重时范围内。在电机的转矩脉动与固有频率相同时，发生共振，严重时会发生断轴，设备无法正常工作。会发生断轴，设备无法正常工作。 解决办法：设置回避频率、对解决办法：设

36、置回避频率、对PAM变频器低频采用变频器低频采用PWM和多重和多重化的方法减小转矩脉动、采用弹性联轴节缓冲机械振动、改变机械化的方法减小转矩脉动、采用弹性联轴节缓冲机械振动、改变机械共振频率。共振频率。另：不同部件因旋转产生交变应力造成材料疲劳，也需要引起注意。另：不同部件因旋转产生交变应力造成材料疲劳，也需要引起注意。速度限制下限：滑动轴承转速过低时润滑不良会导致油膜烧毁损坏速度限制下限：滑动轴承转速过低时润滑不良会导致油膜烧毁损坏 水泵转速过低会引起水倒流；风机转速过低引起喘振；电机低速水泵转速过低会引起水倒流；风机转速过低引起喘振；电机低速 冷冷却问题。却问题。(2)重复短时工作制运转重

37、复短时工作制运转短时工作制适应停歇式负载，每个工作周期的时间不超过短时工作制适应停歇式负载，每个工作周期的时间不超过600秒秒采用采用ZC和工作时间表示，其等效负载转矩用如下方法得到和工作时间表示，其等效负载转矩用如下方法得到（以图为（以图为例）例）各段中最大转矩须在电机提供最大转矩之下；等效电流也须低于连各段中最大转矩须在电机提供最大转矩之下；等效电流也须低于连续运转时的最大允许电流。续运转时的最大允许电流。4.3 电机的选择电机的选择 3.选电动机的注意事项选电动机的注意事项65432164224323222121)()100()100()100()100(tttttttttLtLtLtL

38、Trms(3)冲击电压引起绝缘老化冲击电压引起绝缘老化变频器的换向、开关器件的开关作用，引起电压和电流剧变，在传变频器的换向、开关器件的开关作用，引起电压和电流剧变，在传输到电机端子时引起的冲击电压。输到电机端子时引起的冲击电压。电压型电压型PWM变频器：开关速度快，变频器：开关速度快，dv/dt很大，当变频器到电机的很大，当变频器到电机的引线较长时，传输到电机的前行波与反射波引起引线较长时，传输到电机的前行波与反射波引起2倍于变频器输出的倍于变频器输出的峰值电压峰值电压冲击电压，这种电压不会均匀分配到电机绕组，而是集冲击电压，这种电压不会均匀分配到电机绕组，而是集中分配在离端子近的绕组上，出现浪涌放电，损坏绝缘。中分配在离端子近的绕组上，出现浪涌放电，损坏绝缘。4.3 电机的选择电机的选择 3.选电动机