调速系统中容易出现的误区

    1．简单地甩掉机械变速箱。有人认为，既然变频可以调速，岂不可以把笨重的机械变速箱甩掉了。    根据上述两个方面的剖析，这种做法显然是行不通的。具体分析如下：    假如，电动机的额定数据：PMN= 75kW，nMN=1450r/min，TMN=75×9550/1450N·m=494N·m    负载侧的数据：TL= 2305N·m，nL= 290r/min，PL=290×2305/9550kW=70kW    变速箱的传动比：λ=5。    (1)甩掉变速箱后的电动机功率。甩掉变速箱后，为了满足负载对转速的要求，必须把电动机的工作频率下降为
    kf=0.2，由式(5-18)知，这时电动机的有效功率为    PMX=75×0.2kW= 15kW<<PL= 70kW    可见，甩掉变速箱后，电动机的有效功率将比负载要求的功率小得多，满足不了负载的要求。    (2)甩掉变速箱后的转矩。如图5-31b所示，频率下降后，电动机轴上的最大有效转矩等于额定转矩，远小于负载的阻转矩，即    TEX=494N·M<<TL=2305N·m显然，电动机将带不动负载。所以简单地通过降低频率来取代笨重的变速箱的想法是行不通的。
    图5-31    甩掉变速箱    a)甩掉变速箱前b）甩掉变速箱后    事实上，许多机械在甩掉笨重的变速箱时，一方面须增大电动机功率；另一方面，在电动机与负载之间，加入带式减速装置，以减小电动机功率增大的幅度。    上例中，如简单地甩掉变速箱，则电动机的功率须增大5倍，达375kW。如中间加入传动比等于2.5的带式减速装置的话，电动机的功率只需增大2倍，用150kW的电动机就可以了。    2．通过调高频率来提高生产率。有人提出，原有生产线的生产效率太低，希望能通过加大电动机的工作频率来提高生产率（见图5-32）。这种想法也同样需要推敲。今举例说明如下：    假如电动机、负载以及变速箱的数据都和上例相同，用户希望把电动机的转速升高1.2倍，使工作频率上升为60Hz。今分析如下：    (1)从功率的角度看  电动机的工作频率上升至60Hz后，负载侧的转速将上升为    nL′= 290×1.2r/min= 348r/min因为负载的阻转矩未变，故负载所需要的功率也增加1.2倍，将超过电动机的额定功率，即
    (2)从转矩的角度看。电动机在额定频率以上运行时，其有效转矩线具有恒功率的特点，就是说电动机的有效功率仍为75kW，则有效转矩为
    <TL′=2305/5N·m=461N·m可见，电动机将运行在过载状态下。负载率为    σ= 461/411.6=1. 12    上述分析表明，任意地提高工作频率，将导致电动机过载，甚至烧坏电动机。
    图5-32    提高生产率    a)原来状态b）加大频率后的状态    但上面的例子也表明，当把工作频率上升至60Hz时，过载还不算很严重，因此：    (1)如果原来电动机的裕量较大，例如上例中，负载的实际功率只有65kW或60kW，则上述方案也并非不可行。具体工作中，在考虑方案时，应事先测量一下电动机在工频运行时的最大电流的大小，以确定电动机的裕量。    (2)如果工作频率少提高一些，则也可以考虑。上例中，电动机是略有裕量的。

  则如把工作频率提高至50×1.07Hz=53.5Hz，也是允许的。