变频器培训2．1异步电动机的机械特性2．1．1异步电动机的自然机械特性图2－1异步电动机的自然机械特性a）自然机械特性b）机械特性的含义――――――――――――――――――――――――――――――――――电动机的机械特性：描画电磁转矩和转速之间关系的曲线。
自然机械特性：在不改变任何参数时的机械特性。
理想空载点：阻转矩和损耗转矩都等于0时的工作点。
起动点：刚合上电源，尚未起转时的工作点。
临界点：产生最大转矩的工作点。
机械特性讲明的咨询题：从电动机的角度看，转速降低，产生的电磁转矩将增大。
2．拖动系统的工作点3．机械特性的“硬”与“软”图2－2 机械特性的含义之二 a ）拖动系统的工作点 b ）机械特性的含义――――――――――――――――――――――――――――――――――负载的机械特性：描画负载的阻转矩与转速之间关系的曲线（曲线②）。
拖动系统工作点：电动机机械特性（曲线①）与负载机械特性（曲线②）的交点。
负载增大的过程：T L ↑→T M ＜T L →n M ↓→T M ↑→T M ＝T L→在差不多降低了的转速下达到新的平稳。
拖动系统的观看结果：负载转矩增加，拖动系统的转速将有所下降。
―――――――――硬特性：负载变化软特性：负载变化2．1．2异步电动机的人工机械特性1．转子串联电阻的机械特性2．改变电压的机械特性图2－4转子串联电阻的机械特性a）转子串联电阻的电路b）机械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特点：临界转矩不变，临界转速下降，起动转矩增大。
优点：有利于起动。
缺点：机械特性变软。
图2－5改变电压的机械特性a）电路图b）机械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特点：临界转速不变，临界转矩减小，起动转矩减小。
优点：可平滑起动。
缺点：不利于起动。
3．改变频率的机械特性（kU=kf）图2－6f X≤f N时的机械特性a)变频调速b)变频机械特性簇――――――――――――――――――――――――――――――――――理想空载点：随频率的减小而下移。
临界转矩：略有减小。
机械特性硬度：差不多不变。
优点：可平滑调速。
缺点：低频时带负载能力略有减小。
2．2低频时临界转矩减小的缘故2．2．1有效转矩与磁通2．2．2与磁通有关的因素图2－7有效转矩与磁通――――――――――――――――――――――――――――――――――――（1）电磁转矩总是和负载转矩（包括损耗转矩）相平稳的。
（2）电磁转矩正比于转子电流和磁通的乘积。
（3）电流是不承诺超过额定电流的。
（4）临界转矩与磁通成正比。
2．2．3 频率下降时的磁通变化（kU ＝kf ）假设：（1）ΔU ＝30V ［I1＝I1N ］（约30～40V ）（2）11U U X ≈ U1X －ΔU1 当kU ＝kf ，I1＝I1N 时，在不同频率下的磁通量f X （Hz ） U 1X （V ） Φ1X （%） f X （Hz ） U 1X （V ） Φ1X （%）50 380 100 20 152 87 40 304 98 10 76 66 30 228 945 38 23图2－8 低频时临界转矩减小的缘故a ）运行频率为50Hzb ）运行频率为25Hzc ）运行频率为10Hz――――――――――――――――――――――――――――――――――低频时运行特点变频器的输出电压：随频率的减小而下降。
电动机的阻抗压降：如负载不变，则阻抗压降也差不多不变。
反电动势：有所减小。
磁通：有所减小。
临界转矩：有所减小。
2．3 增大转矩的计策之一 ——V ／F 操纵方式 2．3．1 V ／F 操纵的差不多思想 1．设置转矩提升功能2．转矩提升后的U ∕f 线3．转矩提升存在的咨询题图2－10 转矩提升量的定义a ）差不多U ∕f 线b ）转矩提升量――――――――――――――――――――――――――――――――――差不多U ∕f 线：k U ＝k f 时的U ∕f 线。
差不多频率：与最大输出电压对应的频率。
转矩提升量： U C %＝NCU U ×100%图2－9 电压补偿的原理a ）电压补偿的含义b ）25Hz 时的补偿量c ）10Hz 时的补偿量――――――――――――――――――――――――――――――――――转矩提升的差不多思想：低频时适当补偿电压，使反电动势保持不变。
图2－11 负载变化（减轻）对磁通的阻碍a ）负荷率减轻至20%b ）正常时励磁电流c ）饱和时励磁电流――――――――――――――――――――――――――――――――――变频器的输出电压：只和频率有关，与负载无关。
阻抗压降：负载减小时，阻抗压降也随之减小。
反电动势：负载减小时，将有所增加。
磁通：负载减小时，将有所增加，甚至可使磁路饱和，励磁电流产生尖峰波。
2．3．2 变频器提供的U∕f线1．U∕f线的类型之一2．U∕f线的类型之二3．U∕f线的类型之三图2－12U∕f线的类型之一a）U∕f线类不b）恒转矩类U∕f线c）二次方类U∕f线――――――――――――――――――――――――――――――――――第一步：预置U∕f线类不。
第二步：预置转矩提升量。
图2－14U∕f线的类型之三a）三点式U∕f线b）多点式U∕f线c）折线的预置――――――――――――――――――――――――――――――――――第一步：作出所需U∕f线。
第二步：作出近似折线。
第三步：预置近似折线各拐点的坐标。
图2－13U∕f线的类型之二a）二次方类b）一次方类c）恒转矩类―――――――――――――――――――――――――――――――――二次方律负载预置范畴：0.1～0.9（0.9对应于10%）。
一次方律负载预置范畴：1.0～1.9（1.9对应于10%）。
恒转矩负载预置范畴：2.0～20.0（20.0对应于10%）。
4．自动转矩提升2．3．3关于预置转矩提升功能的讨论1．转矩提升量的初定（1）满负荷时的最大提升量为： UC%＝10%（2）测量负载在运行过程中的最大负荷率：ξmax%＝MNT T max ×100%≈MNI I max ×100% （3）转矩提升量约为： UC%＝10%×ξmax%＝0.1ξmax%（4）按照运行情形进行调整。
图2－15 自动转矩提升a ）自动U ∕f 线b ）手动提升过程c ）自动提升过程――――――――――――――――――――――――――――――――――――手动提升特点：提升量预置后，不同频率时的补偿量也就确定。
自动提升特点：不论频率多大，每次自动搜索的增量都相同。
优点：起动转矩大。
缺点：容易引起振荡。
2．提升不足2．提升过分 （1）提升过分时的IM ＝f （TL ）曲线 （2）提升过分的实例之一图2－17 转矩补偿后的电流—转矩曲线a ）电压补偿线b ）补偿后的电流曲线―――――――――――――――――――――――――――――――――转矩提升量过大的现象负荷较重时：磁路未饱和，转矩电流居主导地位，负载轻，电流小。
负荷较轻时：磁路饱和，励磁电流居主导地位，负载越轻，电流越大。
图2－18 转矩提升预置过分a ）风机的机械特性b ）U ／f 线的预置――――――――――――――――――――――――――――――――――针对二次方律负载：低频运行时负荷率专门低，应进行负补偿。
图2－16 塑料挤出机―――――――――――――――――――――――――――――――――――转矩提升不足：磁通小于额定磁通，故电流大于额定电流。
增大提升量：磁通接近于额定磁通，电流接近于工频运行电流。
（3）提升过分的实例之二图2－19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∕f线选择――――――――――――――――――――――――――――――――――40Hz以下：浇铸机处于轻载状态，不必补偿。
40Hz以上：浇铸机尽管处于重载状态，因已接近于差不多频率，也不必补偿。
休息15分2．3．4 关于预置差不多频率的讨论 1．电动机额定电压不符时的处理 （1）三相220V 电动机配380V 变频器（2）270V 、70Hz 电动机配380V 变频器2．电源电压与差不多频率图2－20 220V 电动机配380V 变频器a ）对差不多频率的设定b ）变频器与电动机的对应关系―――――――――――――――――――――――――――――――――通过增大差不多频率，使与50Hz 对应的电压为220V 。
图2－21 270V 、70Hz 电动机配380V 变频器a ）对差不多频率的设定b ）变频器与电动机的对应关系――――――――――――――――――――――――――――――――――第一步：作出所需差不多U ∕f 线OA 。
第二步：延长OA 至B ，B 点对应380V 。
第三步：算出与B 点对应的差不多频率。
图2－22 电源电压与差不多频率 a ）电源电压偏低 b ）降压节能――――――――――――――――――――――――――――――――――电源电压偏低：为了保证额定磁通和转矩，应降低差不多频率。
额频时降压节能：“大马拉小车”时，适当加大差不多频率，可减小与50Hz 对应的电压，实现降压节能。
2．4增大转矩的计策之二——矢量操纵方式2．4．1矢量操纵的差不多思想1．直流电动机的特点2．矢量操纵的差不多思路图2－23 直流电动机的调速a）直流电动机结构示意图b）直流电动机电路c）调速后机械特性―――――――――――――――――――――――――――――――――直流电动机的特点：（1）有两个互相垂直的磁场。
（2）两个电路互相独立。
图2－24 矢量操纵框图―――――――――――――――――――――――――――――――――第一步：将给定信号分解成两个互相垂直的磁场信号。
第二步：通过一系列等效变换，得到三相旋转磁场信号。
实现：（1）转子磁通和主磁通互相垂直；（2）主磁通保持不变。
2．4．2 电动机参数的自动测量（auto-tuning ）1．矢量操纵需要的参数2．电动机的空载和堵转试验3．自动测量的有关功能 （1）安川G7系列表2－1 自动测量有关功能（安川CIMR —G7A ） 功能码 功能含义 数据码及含义 T1—01 自动测量模式 0：旋转自测量；1：静止自测量 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 电动机额定转速旋转自测量：电动机脱离负载。
图2－26 电动机的空载和堵转试验 a ）空载试验 b ）堵转试验 ――――――――――――――――――――――――――――――――――空载试验：电动机脱离负载并空转，测量空载电流。
