第五章 变频器的选择与安装课件.pptVIP

第五章 变频器的选择与安装 教学内容 § 5-1负载的机械特性及传动机构 § 5-2变频器的选择 教学目的 1．了解变频器所驱动负载的类型和机械特性； 2．掌握传动方案选择的依据和方法； 3．掌握不同类型负载选择变频器的方法 重 点 变频器控制系统的驱动方案选择 难 点 频繁加减速运行场合变频器的容量计算 复习提问 电动机拖动系统的负载有哪几类？各类负载有何特点？ 第一节 负载的机械特性及传动机构 一、机械传动系统 机械传动系统的组成由电动机、传动机构和负载组成。 电动机：系统的动力源，由它拖动系统运行。 最简单的传动系统：电动机、连轴器和负载，电动机输出转矩TM，它与负载的阻转矩TL大小相等，方向相反，即 TM＝TL 当电动机以转速n运行时，输出功率为 式中：n — 电动机转速，单位r /min； TM — 电动机输出的电磁转矩，单位N.m； P — 电动机轴输出功率，也是负载侧消耗的总功率，单位kW。 电动机的机械特性 ，必须与负载的机械特性相匹配，整个传动系统才能正常工作。 二、机械传动系统的负载类型及特点 1．恒转矩负载 特点：负载的转矩TL不随转速n的变化而变化，是一恒定值。但负载功率随转速成比例变化。 典型系统：位能性负载，如电梯、卷扬机、起重机、抽油机等。摩擦类负载，如传送带、搅拌机、挤压成型机、造纸机等。例如起重机吊起重物时，重物受到地球引力为FL，卷绕轮的半径为r， 则负载转矩为TL = r FL。不管电动机的转速如何，因为FL不变，TL不变，所以这类负载具有恒转矩特性。 2．恒功率负载 特点：当负载的转速发生变化时，其转矩也随着变化，而负载的功率始终为一恒定值。 典型系统：车床以相同的切削线速度和吃刀深度加工工件时，若工件的直径大，则主轴的转速低；若工件的直径小，则主轴的转速高，保持切削功率为一恒定值。又如卷绕机，开始卷绕时卷绕直径小，转矩小，则卷绕速度高；当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大，则卷绕速度降低，保持卷绕功率为一恒定值。 恒功率负载的机械特性如图5-4中直线①所示，其转速与转矩之间的关系如图5-4中直线②所示。 3．平方转矩负载 特点：负载转矩与转速的平方成正比，即TL = k n2。而负载功率与转速的三次方成正比，即P= k1n3。这类负载用变频器调速具有很好的节能效果。 典型系统：风机、泵类等流体机械。 平方转矩负载的机械特性如图5-5所示，曲线①是转矩特性，曲线②是功率特性。 三、齿轮传动机构 齿轮传动是传统的机械传动装置。 1．齿轮传动的作用： 通过改变输入轴齿轮Z1和输出轴齿轮Z2的齿数比，可以改变输入轴和输出轴的转速比和转矩比。在变频器调速系统中，当调速范围和转矩不符合负载要求时，可采用一级齿轮传动，使转速和转矩改变。采用升速传动，可使电动机的转矩减小；采用减速传动，可使电动机转矩增大。 2．齿轮传动机构中各量之间的关系: 传动比：输入轴转速n1与输出轴转速n2之比（见图5-6），用λ表示，即：由传动比的定义式可知，λ﹤1，为升速传动；λ﹥1为降速传动；λ＝1，为直接传动。 四、传动方案选择实例例5-1 已知一变频器调速系统，其负载的阻转矩为88N·m，调速范围为0~335r/min，由4极电动机驱动，负载最大功率消耗。请选择驱动方案。 采用一级降速齿轮传动后，所需电动机和变频器的容量都减小了。 第二节 变频器的选择 变频器选择的依据：功能、容量、质量、品牌、价格、型号。 一、风机、泵类负载变频器的选择 风机、泵类负载使用变频器目的：节能，可达30 ~40％。 1．风机、泵类负载的特性 2．风机、泵类负载选择变频器的要点 （1）种类：风机、泵类负载是最普通的负载，普通U∕f控制变频器即可满足要求。也可选用专用变频器。 （2）变频器的容量选择：等于电动机的容量即可。但空气压缩机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉等负载，由于电动机工作时冲击电流很大，所以选择时应留有一定的裕量。 （3）工频－变频切换 注意： 变频器的输出为电子开关电路，过载能力差，在切换时要考虑变频器的承受能力。 ①由工频运行切换到变频运行时，先将电动机断电，让电动机自由降速运行。同时检测电动机的残留电压，以推算