1、机械设备的负载转矩特性

在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和降转矩特性负载。选择变频器时自然应以负载特性为基本依据。

1.1 降转矩特性负载

在各种风机、水泵、液压泵中，随着叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度的二次方成正比，转矩按转速的二次方变化，负载功率按速度的三次方成正比变化，这类负载为降转矩负载。

1.2 恒功率负载

这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，负载随着电动机转速的下降输出转矩反而增加，即在调速范围内，转速低力矩大、转速高力矩小，电动机的输出功率不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等，都属于恒功率负载。

负载的恒功率性质是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均最小。

恒功率负载的机械特性较复杂，系统设计时应注意不能使异步电动机超过其同步转速运行，否则易造成破坏性机械故障。通常变频器的容量一般取1.1～1.5倍异步电动机的容量。

1.3 恒转矩负载

在恒转矩负载中，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下负载转矩TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加。例如吊车、传送带、注塑机、搅拌机、提升机等摩擦类负载都属于恒转矩负载。这类负载采用变频器控制的目的是实现设备自动化、提高劳动生产率、提高产品质量。

变频器拖动恒转矩负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力，一般为150%额定电流。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。

系统设计时应注意适当增大异步电动机的容量或增大变频器的容量。变频器的容量一般取1.1～1.5倍异步电动机的容量。






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