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交流电机变频调速器应用分析论文【论文关键词】：容量选择；传动系统；最高频率；传动比；制动电阻【论文摘要】：对变频调速器在实践应用中容量的正确选择、传动系统的优化设计以及外接制动电阻等方面的问题总结了一些经验。随着电力技术的迅速发展交流电机变频调速技术取得了突破性的进步进入了普及应用阶段。在我国变频调速器也正越来越广泛地被采用与此同是地如何正确地选好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。1.关于容量选择在变频调速器的说明书中为了帮助用户选择容量都有"配用电动机容量"一栏然而这一栏的含义却不够确切常导致变频器的误选。各种生产机械中电动机的容量主是根据发热原则来选定的。就是说在电动机带得动的前提下只要其温升在允许范围内短时间的过载是允许的。电动机的过载能力一般定为额定转矩的1.8-2.2倍。电动机的温升所谓"短时间"至少也在十几分钟以上。而变频调速器的过载能力为：150％l分钟。这个指标对电动机来说只有在起动过程才有意义在运行过程中实际上是不允许载。因此"配用电动机容量"一栏的准确含义是"配用电动机的实际最大容量"。实际选择变频器时可按电动机在工作过程中的最大电流来进行选择对于鼓风机和泵类负载因属于长期恒定负载可直接按"配用电动机容量"来选择。2.传动系统进行优化设计交流异步电动机经变频调速后其有效转矩和有效功率的范围。配用变频调速器时必须根据生产机械的机械特性以及对调速范围的要求等因素对传动系统进行优级化设计优化设计的主要内容和大致方法如下：2.1确定电动机的最高运行频率（1）鼓风机和泵类负载这类负载的阻转矩TL与转速n的平方成正比TL=KTn2输出功率PL与转速的在次方成正比PL=KPn3（KT和KP为常数）由此可知如转速超过额定转速负载的转矩和功率将分别按平方律和立方律增加因此在一般情况下不允许在额定频率以上运行。（2）一般情况下各种机械的强度、振动以及耐磨性能等都是以电动机转速不超过3000r／min为前提设计的。因此在没有对机械重新进行设计的情况下2级电机的最高运行频率不要超过额定频率太多。（3）当异步电机在额定频率以上运行时由于电源电压是恒定的其在调到fx时电磁转矩Tx近乎和频率调节比Kf的平方成反比即T≈TN/Kf2（而TN为额定频率fN时的转矩）。因此最高运行频率不宜超过额定频率（4）异步电机在低频下运行时为了获得足够的转矩常需进行转矩补偿。而转矩补偿将使电机的磁路趋于饱和从而增加附加损失降低了效率因此只要情况许可应尺可能地提高运行频率的上限。2.2确定传动系统的传动比并校核电动机的容量（1）鼓风机和泵类负载一般均为直接驱动不必考虑传动比的问题。（2）恒转矩负载首先根据有效转矩线以及所要求的频率调节范围确定电机运行的最高频率和最低频率。假设已经确定的电动机最高运行频率为fmax最低运行频率为fmin与此对应的转矩相对值为tTL则电动机的额定转矩Tn=TL/qTL（TL负载转矩）。如果原选电机并未留有余量的话则配用变频调速器后电动机的容量应扩大1/tTL倍。传动系统的传动比入等于电动机在最高运行频率下的转速nDmax负载所需求的最高转速nLmax之比。（3）恒功率负载：和恒转矩负载类似首先根据有效功率线和频率调节范围求出电动机运行频率的上、下限。同样在求出最高和最低运行频率的同时得到对应的功率相对值tPL而电动机的额定功率PN≥PL／tPL（PL为负载要求功率）。在设计恒功率负载时应注意两点：（1）尽量多利用额定频率以上的部分；（2）当调整范围较大时尽量采用两档传动比。因为当传动比分成两栏时频率范围αf与αn转速范围之间的关系为。可见在转速范围相同的情况下频率范围将大为减小从而可减小电动机的容量。负载的机械特性因是恒功率负载故曲线上任一点的横坐标与纵坐标的乘积均相等且与负载功率成正比即PL=KPTLnL=KPTLmaxLmin。全部转速都在额定频率以下调节时的有效转矩线在这种情况下所需电动机的容量PN=KPTNnLmax>KPTLmaxLmax=αnPL。这说明所需电动机的容量比负载功率的On倍还要大是很不经济的。⑴当最高运行频率为额定频率的2倍传动比只有一档时的情形。在这种情况下所需电机的容量PN=KPTN1/2nLmax1/2αnPL。可见所需用容量只要大于负载功率的On/2倍就可以了。⑵当最高运行频率为额定频率的2倍传动比为两档时的情形。这时所需电机的容量PN1/2PL。可见对于恒功率负载当αn>4时这种方案是比较理想的。3.自配外接制动电阻