变频器机械负载与电机转矩

    变频器传动系统，简单地说，就是可调速交流电机驱动系统，常由变频器、异步电机和生产机械构成一个整体。就电机和生产机械之间的关系看，多数情况下是通过一种机械传动装置互相连接起来。这样就构成了由电机和生产机械及传动装置所组成的统一的旋转运动系统。其运行规律可以用运动方程式来描述。      (7-2)式中 TM-电机产生的转矩(N·m)；    T-机械负载转矩(N·m)；    GD²-折合到电机轴上的总的飞轮惯量(N·m²)；    n-电机轴转速( r/min)；    t-时间(S);    375-具有加速度量纲的系数。    式(7-2)中，电机的转矩TM是由电机的类型及其控制方式决定的，而生产机械的负载转矩TL，则是由生产机械的负载特性决定的。两者是相互独立的，如果人为地控制电机的转矩TM，使之与TL之间存在某种关系，则可以控制旋转系统的运转状态。例如，TM >TL，则系统处于加速状态；TM <TL，则系统处于减速状态；TM=TL，则系统处于稳速状态（或静止状态）。    以异步电机驱动风机、泵类生产机械为例，电机负担着由生产机械的转矩特性所决定的负载转矩和电机转子、联轴及制动轮等旋转部件在加/减速过程中所需要的加/减速转矩；以加速为例，电机的转矩包括两部分：    电机的转矩=负载转矩+加速转矩    (7-3)    以加速转矩基本恒定的情况为例，加速运行的情况如图7-28所示。为使负载从速度n=0加速到速度n=n0，必须控制电机的转矩，使之大于负载转矩。若保持加速转矩恒定，速度则随时间按直线规律上升(图7-28 (b)中实线），加速过程结束时，电机的转矩在图7-28 (a)中由b点变到c点。若使电机转矩从图7-28 (a)中的a点变化到c点，则电机转速随时间的变化规律如图7-28 (b)中的虚线所示。从上述可以看出，只要解决好电机转矩和负载转矩，就可以自如地控制机械负载的转速。
    图7-28    加速运行的情况