出比0
C）
:
输送机的u/.f线
戈机械特性
c）U/.f线的选择
2.低频轻载时
（1）补偿后的电流一转矩曲线
图2-15转矩补偿后的电流一转矩曲线a）电压补偿线b）补偿后的电流曲线
（2）风机的U/f线选择
a）b）c）
图2—17离心浇铸机的U/.f线选择
a）离心浇铸机示意图b）机械特性c）U/于线选择（3）离心浇铸机的U]f线选择
休息15分钟
2.4矢量控制方式
ndvo
2.4.1矢量控制的基本思想
1.直流电动机的特点
2.矢量控制的基本思路
R
S
V
T
>
U
V
W
2.4.2电动机参数的自动测量（auto-tuning）
1.矢量控制需要的参数
（1）电动机的铭牌数据一一电压、电流、转速、磁极对数、效率等。
（2）电动机的绕组数据一一定子电阻、定子漏磁电抗、转子等效电阻、转子等效漏磁电抗、空载电流等。
2.
电动机的空载和堵转试验
图2-20电动机的空载和堵转试验
a）空载试验b）堵转试验
3.自动测量的相关功能
表2—1自动测量相关功能（安川CIMR—G7A）
功能码
功能含义
数据码及含义
T1—00
电动机1/2选择
1：
电动机1;2：
电动机2
T1—01
自动测量模式
0：
旋转自测量；1：
停止自测量
T1—02
电动机额定功率
T1—03
电动机额定电压
T1—04
电动机额定电流
T1—05
电动机额定频率
T1—06
电动机的磁极数
T1—07
电动机额定转
速
4.自动测量的操作
（1）旋转自测量（可进行空载试验和堵转试验）电动机脱离负载。
变频器通电，按下RUN键，先让电动机停止1分钟，再让电动机旋转1分钟（转速约为额定转速的一半）。
按下STOP键，中止自测量。
（2）停止自测量（只进行堵转试验）电动机不脱离负载。
变频器通电，按下RUN键，让电动机停止1分钟。
按下STOP键，中止自测量。
2.4.3有反馈矢量控制和无反馈矢量控制
2・相关功能
表2-2有反馈矢量控制的相关功能（艾默生TD3000）
功能码
功能码名称
数据码及含义（或范围）
Fb・00
编码器每转脉冲数
0~9999^/r
Fb・01
编码器旋转方向
0—正方向；1—反方向
Fb・02
编码器断线后处理方法
0—以自由制动方式停机；
1—切换为开环V/F控制方式
3.
无反馈矢量控制
图2-22无反馈矢量控制方式
a）无反馈矢量控制示意图b）机械特性曲线簇
图2-23不宜采用的场合
a）带多台电动机b）容量差两档以上c）8极以上d）特殊电机
（1）矢量控制只能用于一台变频器控制一台电动机的情况To
（2）电动机容量和变频器要求的配用电动机容量之间，最多只能相差一个档次。
（3）磁极数一般以2、4、6极为宜。
（4）特殊电动机不能使用矢量控制功能。
2.5变频调速的有效转矩线
OVO
2.5.1有效转矩线的概念
1.额定工作点与有效工作点
2.k^k7时的有效转矩线
2.5.2电动机变频后的有效转矩线
3.Z>Z的有效转矩线
•・・最大输岀电压与功率不变%三氐,R为&
休息15分钟
2.6拖动系统的传动机构
2.6.1传动机构及其作用
1・常见传动机构
Tx
a）b）c）
图2-29常见的传动机构
a）连轴器b）带轮c）减速齿轮
2.传动比及其作用
叫
根据输能量守恒的原则，有:
9550
丄
Tl乂
TMnM_TLnL9550O—“L
传动系统的折
1.折算的必要性
2.折算的基本原则
稳态过程：
折算前后，传动机构所传递的功率不变。
动态过程：
折算前后，旋转部分储存的动能不变。
3.折算公式
（1）转速的折算A.'=A*入=/
（2）转矩的折算T：
=4
（3）飞轮力矩的折算皿y=
4.传动比与工作频率
负载转速
传动比
电动机转速
电动机额定转速
工作频率
296
2
592
1480
20.4
4
1184
40
5
1480
50
表中：
p=2
An^=1500—1480=20r/min
公=竺=/伽7止）
6060
2.6.3调整传动比在实际工作中的应用
实例1某电动机，带重物作园周运动，如图所示。
运行时,到达A点后电动机开始过载，到达B点时容易堵转，怎样解决？
（上限频率为45Hz）
将传动比加大1M,则在电动机转矩相同的情况下，带负载能力也加大叽但这时的上限频率应加大为49,5Hzo
实例2提高下限频率某恒转矩负载，电动机容量是22kW,额定转速为1470r/min,传动比人=4,采用无反馈矢量控制变频调速，在最低工作频率（4Hz）时运行不稳定，怎样解决？
（满载运行频率范围为4〜40Hz）
计算如表2—3。
表2-3提高下限频率的计算
负载转速
29.4r/min〜294r/min
原传动比
A=4
电动机转速
117.6r/min〜1176t/min
工作频率
4Hz〜40Hz
修改传动比
电动机转速
176・/min〜1764t/min
A=6
工作频率
6Hz〜60Hz
实例3传动比与电动机的起动
某锯片磨床，卡盘直径为2m,传动比X=5；电动机的容量为3.7kW。
1.存在问题
将传动比增大为X=7.5,可使折算到电动机轴上的飞轮力矩减小为原来的44%o
结果，卡盘可以在5s内起动起来。
2.7变频拖动系统的基本规律
2.7.1变频拖动系统必须满足的条件
1.电动机与负载的功率关系
2.电动机与负载的转矩关系
2.7.2拖动系统的重要规律与常见误区［误区一］甩掉减速器
电动机降速后的有效功率要随转速下降
1.
错误原因
2.具体分析
\
\
\
/
\
7
|<
◎
5k
OC
45
J
^Nid
/1480
E减速器
刃L
2258^
296r/min
L
70kW
1/Jlllll
50Hz
甩掉减迸
图2-37甩扌
\
才-
kW
/m兀
2258^
296r/min
WS1
UF”
75k
1OO
w
J
L
[J
f1
/
三484Mid
70kW
｛器？
"H:
L
V
p
■
掉减速器
［误区二］加大工作频率来提高生产率
图2-38加大工作频率来提高生产率
a）原工作状态b）加大工作频率
1.错误原因——负载升速后所需功率加大
图2-39负载功率与转速的关系
a）拖动系统b）低速时的负载功率c）高速时的负载功率
2.具体分析
［误区三］功率相同就可以
错误原因一电动机额定转矩与额定转速的关系
T_9550P“n
—
%
表2—4不同磁极对数电动机的额定转矩（75kW）
磁极数（2p）
额定转速（心）
额定转矩（忌）
2
2970r/min
241N•m
4
1480r/min
484N•m
6
980r/min
731N•m
［综合实例］某排粉机，原拖动系统数据：
三相整流子电动机额定功率：
160kW;
额定电流：
285A,工作电流：
234A,负荷率：
6~0・82;
额定转矩
负载转矩
改造为普通电动机变频调速时:
电动机数据：
160kW,275A,1480r/mino
运行情况:
转速为1050r/min时，电动机过载，电流达316A。
1.原拖动系统的计算数据
^.o=95^=9550x160=1455N.m%”105°
TC=7^-0•6=1455X0.82=1194N•m
71=71'•A=1194X2=2388N•m
负载最高速血a＞：
==二L=525r/min
22
最大功率人=匹竺=2388x525=13］Rw
95509550
2.改造后拖动系统的计算数据
（1）工作频率/x==-1（）7~=35.7Hz
6060
【解决办法】
方法一
・.・当
加大传动比
心二加二1480r/min时
咒二捡160kW
•:
令：
负载转速等于最高转速时，电动机的转速等于额定转速:
则Af=%
max
=1480=2>g（=1.4久）525
£，=Zl
=—=853N•m<^-（=1032N•m）98
电动机的上限工作频率等于额定频率：
g=A・=50Hz
方法二改选6极电动机
电动机数据160kW,297A,980r/min
T—9550PWjY
7mn—
nMN
=9550x160=1559N•m
980
在1050r/min时的工作频率：
=50X1^=53.6Hz
980
在1050r/min时的电动机转矩：
TbT"字
JX
=1559X21=1454N•m
53.6
>TC（=1194N•m）
2.8变频器的选型
1.变频器的容量与电动机特性
2.电动机与变频器额定电流的比较
表2-5电动机与变频器额定电流的比较
电动机容量（k
W）
22.0
30.0
37.0
45.0
55.0
75.0
机电>动定（A电额流心一
2P=
2
42.2
56.9
70.4
83.9
102.7
140.1
2P=
4
42.5
56.9
69.8
84.2
102.5
139.7
2P=
6
44.6
59.5
72.0
85.4
104.9
142.4
2P=
8
47.6
63.0
78.2
93.2
112.1
152.8
变频器额定电
康沃
45.0
60.0
75.0
91.0
112.0
150.0
森兰
45.0
60.0
75.0
91.0
115.0
150.0
英威腾
45.0
60.0
75.0
90.0
110.0
150.0
安邦信
61.0
90.0
150.0
艾默生
45.0
60.0
75.0
90.0
110.0
152.0
三菱
43.0
57.0
71.0
86.0
110.0
富士
45.0
60.0
75.0
91.0
112.0
150.0
安川G7
52.0
65.0
80.0
97.0
128.0
165.0
ABB-800
55.0
72.0
86.0
103.0
141.0
166.0
瓦萨CX
48.0
60.0
75.0
90.0
110.0
150.0
丹佛士
44.0
61.0
73.0
90.0
106.0
147.0
3.电动机工况与变频器的选择
4.一台变频器带多台电动机
（1）多台电动机同时起动和运行
厶＞厶05-1.IX2^
（2）多台电动机分别起动
厶＞（1・05~1・1"踰+K"
2.8.2变频器的类别与选择
表2—6变频器的类别与应用
变频器类别
常见型号举例
主要特点
通用变频器
普通型
康沃:
CVF-Gl、G2森兰:
SB40、SB61安邦信：
AMB-G7英威腾：
INVT-G9时代：
TVF2000
只有V/F控制方式，故：
机械特性略“软”；调速范围较小；轻载时磁路容易饱和。
高性能型
康沃：
CVF-V1森兰：
SB80英威腾:
CHV台达:
VFD-A、B艾默生：
VT3000富士：
5000G11S
安川:
CIMR-G7
ABB：
ACS800
A—B：
PowerFlex700瓦萨:
VACONNX丹佛士:
VLT5000
西门子：
440
具有矢量控制功能，故：
机械特性“硬”；调速范围大；不存在磁路饱和问题。
如有转速反馈，贝山机械特性很“硬”；动态响应能力强；调速范围很大；可进行四彖限运行。
专用变频器
风机水泵用
康沃、富士、安川等：
P系列
森兰：
SB12
三菱:
FR-A140
艾默生：
TD2100
西门子:
430
只有V/F控制方式，但增加了：
节能功能；
和工频的切换功能；
睡眠和唤醒功能，等。
起重机械用
三菱:
FR241E
ABB：
ACC600
电梯用
艾默生：
TD3100安川:
VS-676GL5
注塑机用
康沃：
CVF-ZS/ZC英威腾:
INVT-ZS5/ZS7
张力控制
MJ
艾默生:
TD3300三垦：
SAMCO-vmO5
（注：
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