变频器的选择与安装课件

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1、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

2、＝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=rF

3、L。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

4、成正比，即TL=kn2。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:

5、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

6、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，以推算出电动机的运行频率，使接入变频器的输出频率与电动机的运行频率一致，以减小冲击电流。②当变频运行切换到

7、工频运行时，采用同步切换的方法，即变频器将频率升高到工频，确认频率及相位与工频一致时再进行切换。（4）设置瞬停再起功能。（5）设置合适的运行曲线：选择平方律补偿曲线或将变频器设置为节能运行状态。（6）采用连轴器传动。二、机械传动系统变频器的选择选择原则：节能、满足传动要求。1．机床用变频器的选择（1）数控车床：一般可选用普通U∕f控制变频器，为了提高控制精度选用矢量控制变频器效果更好。考虑到车床的急加速或偏心切削等问题，可适当加大变频器的容量；为了提高低速切削时的主轴转矩，可采用一级降速齿轮传动。（2）立式车床：由于主轴有很大惯性，选用变频器时要特别注意到制动装置

8、和制动电阻