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小孙学变频学习笔记（十一）关于V/F曲线的讨论

news 2025/7/22 15:34:00

一、小孙学变频学习笔记

1. 关于V/F曲线的讨论

粗略测定负荷率的方法：工频运行时，测定电动机的最大运行电流
从正常运行的角度看，转矩提升的上限应该是10%，也就是38V，一般来说这就是当负荷达到100%时应该选择的提升量，小于100%时也应该按比例减小。很多变频器的转矩提升上限可达15%,20%,30%，但是原则上是10%，过大可能导致电动机过热

变频器转矩提升的分类

第一类：类型与提升量分别预置
1. 根据负载选择u/f线类型，有恒转矩（传送带），一次平方律（抛光机和砂带机）和二次平方律（离心泵、轴流风机）
2. 根据负载需要的低频特性选择转矩提升量
第二类：分类预置型（富士）
1. 如图所示从操作码0.9-20.0分别对应二次方律、一次方律和恒转矩曲线的0%-10%转矩提升
第三类：分段补偿型
1. 首先根据负载的需要确定形状
2. 根据拐点坐标预置频率和电压

自转矩提升的优缺点

许多变频器都带有自转矩提升功能，但是使用了该功能之后可能会出现振荡现象
自动转矩提升可以提高电动机的起动转矩，对于一些需要中在启动的负载采用这个方式很好
在手动提升转矩的时候，预设了提升量时不同频率要补偿的电压就决定了，而在自动提升转矩的时候变频器始终处于自动搜索，发现转矩不足就会增加一个Δu（如5V）来尝试。因为无论频率多大每次搜索的增量都是相同的，所以是平行线。因为一直在自动搜索，所以容易引起震荡。

基本频率也可以调整

通过380V三项变频器来取代220V三项变频器
通过等比例提高基本频率，设定380V工作时基本频率设定为86Hz，那么220V工作的时候就是50Hz为基本频率了。
驱动额定270V，70Hz的电机，要把变频器380V’的基本频率预置到98Hz，那么在270V工作的时候对应的频率就是70Hz了。
有一台电动机506A的，配用315kw的变频器，长时间在40Hz的频率下运行，但是电动机发热严重，一测发现电流到了540a，吧转矩提升提高到上限，电流依然很高。
这时候可以通过减少基本频率的方法解决一点，这样可以略微提高磁通的方法减小一点电流，但是不能超过额定磁通的110%，否则就会产生尖峰电流，使得电流不降反增。

电机的过载系数

电动机过载系数的定义
过载系数是指电动机在短时间内能够承受的最大负载与额定负载的比值，通常用符号k表示。其计算公式为：
$\frac{T_{\text{max}}}{T_{\text{N}}}$
其中：
- T_Max为电动机最大转矩（短时过载能力）；
- T_N 为电动机额定转矩。
过载系数的影响因素
电机类型：不同电机（如异步电机、同步电机、直流电机）的过载能力差异较大。异步电动机的过载系数一般为 1.8~2.5，直流电机可达 2.5~3.0。

散热条件：过载时电机发热加剧，散热设计（如风冷、水冷）直接影响短时过载能力。

负载特性：冲击性负载或周期性负载对过载系数的要求更高，需根据实际工况选择电机。
过载系数的应用场景
启动过程：电机启动时需克服静摩擦和惯性，过载系数需满足启动转矩需求。

短时峰值负载：如起重机、冲压机等设备在短时间内承受超额定负载，需依赖过载能力。

安全余量设计：过载系数为系统提供安全缓冲，避免因瞬时负载波动导致电机损坏。
过载保护的实现方法
热继电器保护：通过检测电流变化触发保护，适用于过载时间较长的场景。

电子保护装置：采用电流传感器和控制器实时监测负载，响应速度更快。

机械保护：如离合器等机械装置在过载时打滑，保护电机不受损。
注意事项
- 过载时间需严格限制，否则会导致绝缘老化或烧毁绕组。
- 频繁过载会缩短电机寿命，需合理选型并优化负载匹配。
- 环境温度较高时，过载能力会下降，需适当降低使用标准。