一、机械设备的负载转矩特性
在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同,分为三大类型:恒转矩负载、恒功率负载和降转矩特性负载。选择变频器时自然应以负载特性为基本依据。
1、降转矩特性负载
在各风机、水泵、液压泵中,随着叶轮的转动,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的二次方成正比,转矩按转速的二次方变化,负载功率按速度的三次方成正比变化,这类负载为降转矩负载。
煤气系统煤气加压机即为此类系统。通过变频器调速来实现对煤气流量和管网压,力的调节,可以减少外供煤气的耗电量,减少煤气的放散,节约生产成本。但此类负载在高速时的需求功率增-长过快,与负载转速的三次方成正比,所以高运行功率略低于工频运行为好。
煤气系统改造时,系统设计以节能为主要目的,通过实践证明,运用变频器系统调速相比在工频下运行加压机,耗电量大大减少。选用变频器时应注意,变频器的容量应与异步电动机的额定功率相同,并应核对变频器的额定电流是否与异步电动机的额定电流一至。
2、恒功率负载
这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比,负载随着电动机转速的下降输出转矩反而增加,即在调速范围内,转速低力矩大、转速高力矩小,电动机的输出功率不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等,都属于恒功率负载。
负载的恒功率性质是就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,允许输出转矩不变,属于恒转矩调速;而在弱磁调速时,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至时,即所谓“匹配”的情况下,电动机的容量和变频器的容量均小。恒功率负载的机械特性较复杂,系统设计时应注意不能使异步电动机过其同步转速运行,否则易造成破坏性机械故障。通常变频器的容量一:般取1.1~1.5背异步电动机的容量。