电动机变频后的带负载特性.
变频电机电流波动大的原因
变频电机电流波动大的原因
变频电机电流波动大的原因可能涉及多个方面，以下是一些常见的原因：
1.负载变化：变频电机在不同负载下工作时，电流的大小会有所不同。
如果负载发生变化，可能会导致电流波动较大。
例如，负载突然增加时，电机需要输出更大的扭矩来应对，从而导致电流增大；而负载减少时，电机输出的扭矩减小，电流也会相应减小。
2.频率变化：变频电机通过改变电源的频率来控制转速。
频率的变化可能会影响电机的工作状态，进而影响电流的大小。
频率变化大可能导致电机运行不稳定，从而引起电流波动。
3.电压不稳定：电压的不稳定也会导致电流波动较大。
电压的变化会直接影响到电机的输出功率，进而影响到电流的大小。
例如，电压下降时，电机可能需要更大的电流来维持相同的输出功率。
4.电机参数不匹配：电机、变频器以及负载之间的参数不匹配可能会导致电流波动。
例如，如果电机和变频器之间的配合不好，可能会引起共振或者电机震动，从而造成电流波动较大。
5.控制系统问题：变频器的控制系统可能存在问题，例如控制参数设置不合理、控制算法不稳定等，都可能导致电流波动较大。
为了减小电流波动，可以采取以下措施：
•合理设计负载系统，避免负载突变；
•优化电机控制系统，提高系统稳定性；
•定期检查电机、变频器以及控制系统，及时发现并排除故障；
•采用稳压稳频设备，确保电压和频率稳定；
•对于特定应用场合，可能需要设计专门的电流控制系统来限制电流波动。
变频器的参数及其选择方法
变频器的参数及其选择方法随着现代工业的发展，变频器作为一种重要的电气设备，在各个行业中得到了广泛应用。
变频器的参数设置和选择对于设备的稳定运行和性能表现起着至关重要的作用。
本文将介绍变频器的参数及其选择方法，帮助读者更好地了解和应用变频器。
一、变频器的参数1. 额定输入功率（Pn）：变频器的额定输入功率是指变频器可以连续正常运行的功率。
在选型时，需要根据所需的负载功率来选择合适的额定输入功率。
2. 额定输出电流（In）：额定输出电流是指变频器能够提供给负载的最大电流。
在选型时，需要根据负载的性质和所需的工作电流来确定合适的额定输出电流。
3. 输入电压范围（V）：输入电压范围是指变频器可以正常工作的电压范围。
在选型时，应根据现场的电源电压情况选择适当的输入电压范围。
4. 输出电压范围（V）：输出电压范围是指变频器可以输出的电压范围。
在选型时，应根据负载设备对电压稳定性的要求选择合适的输出电压范围。
5. 短路保护：短路保护是变频器的一项重要功能，能够在发生短路时及时切断输出电流，保护设备和使用者的安全。
6. 过载保护：过载保护是变频器的另一项重要功能，能够在负载过载时及时切断输出电流，保护设备免受损坏。
7. 控制方式：变频器的控制方式有多种，如电压控制、速度控制和转矩控制等。
在选型时应根据具体的应用需求选择合适的控制方式。
二、变频器的选择方法1. 确定负载类型：首先需要确定所需控制的负载类型，如电动机、泵、风机等。
不同的负载类型对变频器的要求不同，因此在选型时需要明确负载类型。
2. 计算负载功率：根据实际负载工作条件和负载参数，计算负载功率。
负载功率是选择变频器的重要依据，应精确计算以确保变频器能够满足负载需求。
3. 分析负载特性：根据负载的启动特性、工作特性和负载惯量等参数，分析负载对变频器的要求。
例如，对于负载惯量大的设备，需要选择具有较强驱动能力的变频器。
4. 选择合适的变频器：根据前述确定的参数要求，选择具有合适额定输入功率、额定输出电流、输入电压范围和输出电压范围等参数的变频器。
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1、填空题变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即（ ）取代直流调速。
本题答案： 2、单项选择题变频器在工频下运行时，只能由（ ）进行过载保护。
所以，（ ）是必须的。
A.热继电器 B.交流接触器 C.空气开关 D.保险丝 本题答案： 3、问答题PWM 逆变器消除谐波的一般方法是什么？ 本题答案： 4、问答题画出异步电动机的机械特性曲线。
本题答案： 5、单项选择题在通用变频器中，如果出现过流现象，可能是（ ）。
A.变频器三相输出相间或对地短路B.负载太重，加速时间太短姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------C.电网电压太高D.输入电源缺相本题答案：6、多项选择题作为变频器的室内设置，其周围不能有（）的气体。
A.腐蚀性B.爆炸性C.燃烧性D.刺味性本题答案：7、判断题变频器长期不用时，最好每隔半年通一次电。
本题答案：8、问答题是否每台变频器都必须加装电磁选件？本题答案：9、单项选择题直流滤波器使用（）年应更换。
A．1B．3C．5D．10本题答案：10、填空题常用的电流型逆变电路主要有单相桥式和（）。
本题答案：11、填空题电力二极管引出两个极，分别称为阳极A和（）。
本题答案：12、多项选择题异步电动机的矢量控制是建立在动态模型的基础上的。
其数学模型可以表示为以（）为两个输入量，转速和磁链为两个输出变量的控制系统。
A.电压B.电流C.频率D.功率本题答案：13、填空题目前，变频器的主电路和拓扑结构为：变频器的网侧交流器对于低压小容量的常采用（）变流器；对中压量的常采用（）的变流器；负载侧变流器对低小容量的常采用（）逆变器；对中压大容量的采用（）逆变器。
变频变压调速
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统本章主要问题：1． 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？2． 交-直-交电压源型变频器调压、调频的有哪几种电路结构,并说明各种电压结构的优缺点。
3． SPWM 控制的思想是什么?4． 什么是1800导通型变频器？什么是1200导通型变频器？ 5． 电压、频率协调控制有几种控制方式，各有哪些特点？6． 在转速开环恒压频比控制系统中，绝对值单元GAB 的作用？函数发生器GFC 的作用？如何控制转速正反转。
7． 总结恒11U 、恒1ωg E 、恒1ωr E 三种控制方式的特点。
————————————————————————————————————————§6-1 交流调速的基本类型要求：掌握交流调速哪几种基本类型有以及各种调速方法的特点。
目的：能根据不同应用场合选择出相应的调速方式。
重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（交流调速的基本类型、变频调速的基本要求）思考： 1. 交流异步电动机调速的方式有哪几种？并写出各方式的优缺点？2. 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：交流调速的基本类型采用多媒体课件讲授，用大量的实例，说明几种类型的应用场合。
复习感应电动机转速表达式：)1(60)1(10s n f s n n p-=-=异步电动机调速方法：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧型变频调速：绕线式、笼：绕线式串级调速（转差电压）电磁转差离合器调转子电阻：绕线式、调压（定子电压）变转差率调速变极调速：笼型异步机异步电动机§6-2 变频调速的构成及基本要求目的、教学要求：掌握变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（变频调速的基本要求）思考：在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？教学设计：教师从交流异步电动机的结构、工作原理出发，利用多媒体课件讲解。
变频电机功率与频率的关系公式
变频电机功率与频率的关系公式变频电机功率P与频率f的关系公式如下：
P = k * f^a
其中，k为常数，a为指数。
在实际应用中，变频电机的功率与频率的关系主要受到以下几个
因素的影响：
1.负载特性：不同的负载对变频电机功率与频率的关系可能有不
同的影响。
例如，在恒定负载情况下，功率与频率一般呈线性关系；
而在变负载情况下，关系可能会更加复杂。
2.效率和损耗：变频电机在不同的频率下会有不同的效率和损耗，这会影响功率与频率的关系。
一般来说，在额定频率下，电机的效率
和损耗会相对较低，而在低频率下会有较大的损耗。
3.额定功率和过载能力：变频电机的额定功率和过载能力会对功
率与频率的关系产生影响。
在不同的频率下，电机可能会有不同的额
定功率和过载能力，需要根据具体情况来确定功率与频率的关系。
因此，综合考虑以上因素，实际情况中功率与频率的关系可能需要通过实验和试验来确定，在应用中需要根据具体情况进行调整和控制。
变频器接电动机带负载调试步骤
变频器接电动机带负载调试步骤变频器接电动机带负载调试步骤变频器负载(即变频器接上电动机并且电动机带上负载）运行调试，下列五步必须进行。
(1)手动操作变频器面板上的运行停止键，观察电动机运行停止过程及变频器的显示窗，看是否有异常现象。
(2)如果启/停电动机过程中变频器出现过流保护动作，则应重新设定加速/减速时间。
电动机在加速、减速时的加速度取决于加速转矩，而变频器在启/制动过程中的频率变化率由用户设定。
若电动机转动惯量或负载变化按预先设定频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电动机失速，即电动机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。
因此需要根据电动机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电动机转速变化率相协调。
调试此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定，若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间。
(3)如果变频器在限定的时间内仍然出现过流保护动作，应改变启/停的运行曲线，如从直线改为s形、u形线或反s形、反u形线。
当电动机负载惯性较大时，则应采用更长的启/停时间，并且根据其负载特性设定运行曲线类型。
(4)如变频器带动电动机在启动过程中达不到预设速度，可能有两种原因：middot;系统发生机电共振，可从电动机运转的声音进行判断。
采用设定频率跳跃值(一般变频器能设定三级跳跃点）的方法，可以避开共振点。
v/f控制方式的变频器驱动三相异步电动机时，在某些频率段，电动机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电动机不能正常启动，在电动机轻载或转动惯量较小时更为严重。
普通变频器均备有频率跨跳功能，用户可根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设定跨跳点及跨跳宽度。
当电动机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。
middot;电动机的转矩输出能力不够，不同品牌的变频器出厂参数设定不同，在相同条件下负载能力不同，也可能因变频器控制方式不同，造成电动机的负载能力不同；或因系统的输出效率不同；造成负载能力会有所差异。
1负载特性1恒转矩负载特性2离心式通风机型负载特性3直线型负载特性4恒功率负载特性
1负载特性1恒转矩负载特性2离心式通风机型负载特性3直线型负载特性4恒功率负载特性2稳定运行条件：1机械特性曲线与负载特性曲线有交点2干扰使转速上升，干扰消除后Tm-Tl《0，与之相反3限制直流电动机启动电流的方法：1降压启动2在电枢回路内串接外加电阻启动。
4调速特性：1改变电枢电路外串联电阻Rad 2改变电动机电枢供电电压U 3改变电动机主磁通fai5制动特性:1反馈制动2反击制动3能耗制动6电动机启动要求:1足够大的启动转矩,保证生产机械能正常启动2启动电流越小越好3要求启动平滑4启动设备安全可靠,力求结构简单,操作方便.5启动过程中功率损耗越小越好7降压启动方法1电阻或电抗器降压启动2星角降压启动3自耦变压器降压启动8接触器1交流接触器2直流接触器接触器由触头,灭弧装置,铁芯,线圈组成.9继电器分为1电流继电器2电压继电器3中间继电器4热继电器10保护装置有1短路电流的保护装置2长期过载保护装置3零压保护4零励磁保护.11选择电动机三项基本原则:1发热2过载能力3启动能力12三种工作制1连续工作制2短时工作制3重复短时工作制13三相鼠笼点击调速：1变频调速2变极调速14三相鼠笼电机在同电压下空载启动比满载启动转矩：相投15静态技术指标：1静差变2调速范围3调速平滑性16动态技术指标1最大超掉量2过渡过程时间3震动次数3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其运行其运行状态下电枢电流的大小？为什么？这个拖动系统中哪些要发生变化？T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变.3.4一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E=E1，如负载转矩T L=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化? 是大于，小于还是等于E1？T=I a K tφ, φ减弱,T是常数,I a增大.根据E N=U N-I a R a ,所以E N减小.,小于E1.3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.I st=U N/R a3.12他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求？如何实现？他励直流电动机直接启动过程中的要求是1 启动电流不要过大,2不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动.二是在电枢回路内串接外加电阻启动.3.13 直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从T L=0 和T L=T N两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车, T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载.3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：P N=2.2KW,U N=U f=110V,n N=1500r/min, ηN=0.8,R a=0.4Ω, R f=82.7Ω。
变频调速的四象限运行
变频调速的四象限运行张燕宾1 异步电动机的机械特性1.1 概述电力拖动系统就是电动机带动生产机械运动（大多数为旋转运动）的系统。
进一步说，则是电动机的电磁转矩克服了生产机械的阻转矩，把生产机械带动到一定转速的运行系统。
如图1所示，拖动系统主要由三大部分构成：图1 电力拖动系统的构成(1) 电动机是把电能转换成机械能的装置。
在拖动系统里，起原动机的作用。
(2) 生产机械是拖动系统的工作对象，如鼓风机、水泵、起重机械、机床等。
也是电动机的负载。
(3) 传动机构是把电动机输出的机械能传递给生产机械的装置。
在大多数情况下是一种减速装置，有时也能在一定范围内进行调速。
常见的传动机构如皮带、齿轮、联轴器等。
拖动系统的主要物理量是：(1) 转速n拖动系统的基本工况是由电动机带动生产机械以一定的速度运行。
因此，转速n是拖动系统的工作目的。
本文中，电动机输出轴上的转速用n M表示；生产机械输入轴上的转速用n L表示。
(2) 转矩T对于电动机，这是拖动系统得以转动的原因，是原动力。
由于电动机的转矩是由电流和磁场相互作用而产生的，故称为电磁转矩，用T M表示。
描绘转速n与转矩T之间的关系n=ƒ(T)是至关重要的，称之为机械特性。
在异步电动机内，电磁转矩的大小与电流和磁通量的乘积成正比：T M=K T I1Ф1cosö2 (1) 式中，K T为转矩常数；I1为定子电流；Ф1为每个磁极的磁通量；cosö2为转子电流的功率因数。
作为拖动生产机械的原动转矩，应该是电动机轴上的输出转矩。
是电磁转矩克服了电动机内部的磨擦损失和通风损失的结果。
但由于磨擦损失和通风损失都很小，为了简化分析的过程，常粗略地把异步电动机的电磁转矩直接看作是电动机轴上的输出转矩。
1.2 自然机械特性与速度变化电动机在没有人为地改变其参数时的机械特性，称为自然机械特性。
异步电动机的自然机械特性如图２所示。
其主要特征可由三个点来描述：图2 异步电动机的自然机械特性(1) 理想空载点（N0点）电动机输出轴上的转矩为0（T=0），称为理想空载。
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第2章电动机变频后的带负载特性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1．自然机械特性
2．机械特性的含义
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
3．改变频率的机械特性2．2 V∕F控制方式
1．低频时临界转矩减小的原因
Ù1＝－È1＋ΔÙ1 U1≈E1＋ΔU1
2．电压补偿（转矩补偿、转矩提升）3．负载变化的影响
4．U∕f线举例
U∕f线选择的功能名称
转矩提升、转矩补偿、U∕f比选择、U∕f增益设定等。
2．3 U∕f线的选择与调整
2．3．1 基本频率的调整
1．基本频率的定义
2．调整基本频率实例
（1）220V电动机配380V变频器
（2）270V、70Hz电动机配380V变频器
2．3．2 转矩提升的预置要点
1．补偿后的电流－转矩曲线
2．选择举例
（1）风机的U∕f线选择
（2）带式输送机的U∕f线选择
（3）变频器从传输带上拆下接至风机的U∕f线调整
（4）离心浇铸机的U∕f线选择
2．4 矢量控制方式
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
2．4．2 电动机参数的自动测量
1．矢量控制需要的参数
（1）电动机的铭牌数据——电压、电流、转速、磁极对数、效率等。
（2）电动机的绕组数据——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．自动测量的相关功能
2．4．3 有反馈矢量控制和无反馈矢量控制1．有反馈矢量控制接法
2．相关功能
3．无反馈矢量控制
4．矢量控制方式的适用范围（1）矢量控制只能用于一台变频器控制一台电动机的情况下。
（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
2．5．1 有效转矩线的概念 1．额定工作点与有效工作点2．ｋU＝ｋƒ时的有效转矩线
2．5．2 电动机变频后的有效转矩线
1．ƒX≤ƒN的有效转矩线
2．有效转矩线的改善
2．ƒX＞ƒN的有效转矩线
∵最大输出电压与功率不变U1X≡U1N，PM≯PMN ∴ fX↑→Ｕ∕ƒ比↓→主磁通Φ1↓→电磁转矩TMX↓ ƒX＞ƒN时有效转矩的大小与转速成反比：ＴMEX＝9550PMN1∝ nMXnMX
2．6 拖动系统的传动机构
2．6．1 常见的传动机构
2．6．2 传动系统的折算
１．传动比
λ＝
nM nLnL＝nMλ 根据输能量守恒的原则，有：TM∙nMT∙n＝LL 95509550TMn1＝L ＝λTLn M TL＝TM·λ
2．转矩与转速的折算
（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
nL’＝nL·λ＝nM
2）转矩的折算
TL’＝TL
λ 2 3）飞轮力矩的折算 GD（GDL2）’＝2Lλ
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10%，则在电动机转矩相同的情况下，带负载能力也加大10%。
但这时的上限频率应加大为49.5Hz。
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λ＝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4～40 Hz）
计算如表2－3。
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λ＝５；电动机的容量为３.７ｋＷ。
1．存在问题
起动较困难，升速时间太长。
2．对策
将传动比增大为λ＝7.5，可使折算到电动机轴上的飞轮力矩减小为原来的44%。
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
1．电动机降速后的有效功率
（1）规律一有效功率随转速下降（2）常见误区甩掉减速器
2．负载升速后的有效功率
（1）规律二负载消耗功率与转速的关系
（2）误区1 加大工作频率来提高生产率
（3）误区2 减小传动比来提高生产率
3．电动机额定转矩与额定转速的关系
（1）基本关系
电动机的额定转矩与额定转速是：
TMN＝9550PMN nMN
∴在PMN相同的前提下，电动机额定转矩的大小与额定转速有关。
以不同磁极对数的电动机为例，如表2－4所示。
（2）误区1 减少磁极对数以减小体积
（2）误区2 功率相符不等于带得动
某排粉机，原来用三相整流子电动机，容量：160∕53.3kW，电流：285∕175A，转速：1050∕350r∕min。
改造为普通电动机变频调速时
电动机数据：160kW，275A，1480 r∕min。
运行情况：转速为1050r∕min时，电动机过载，电流达316A。
（1）问题的关键电动机的额定转矩不符
原电动机的额定转矩是：
TMN0＝9550PMN9550⨯160＝＝1455N·m 1050nMN改造后电动机的额定转矩是： TMN＝
TMN＝9550⨯160＝1032N·m 14809550⨯160＝1559N·m 980
1050＝53.6Hz 980（2）解决办法选用6极电动机：160kW，297A，980 r∕min
在1050r∕min时的工作频率： fX＝50×在1050r∕min时的电动机转矩： TMX＝1559×50＝1454 N·m 53.6
2．8 变频器的选型
2．8．1 变频器容量的选择
1．电动机与变频器额定电流的比较
2．电动机工况与变频器的选择（1）电动机的温升
（2）连续不变负载
（3）连续变动负载与断续负载
（4）短时负载
3．一台变频器带多台电动机（1）电路图
（2）多台电动机同时起动和运行 IN＞1. 05～1.1×ΣIMN （3）多台电动机分别起动 IN＞ 1.05~1.1⨯∑IMN+K1⨯∑IST K2
IST─电动机的起动电流（为额定电流的5～7倍），A；ΣIST─同时起动电动机的总起动电流，A；
K1─安全系数。
如后起动电动机都从停止状态起动时，K1＝1.2；如后起动电动机有可能从自由制动状态下重新起动时，K1＝1.5～2；
K2──变频器的过载能力，K2＝1.5。
2．8．2 变频器的类别与选择。