变频器控制方式要解决的问题

    1．异步电动机的自然机械特性

    机械特性是说明拖动系统工作情况的重要特性。电动机的机械特性是说明电动机产生的电磁转矩TM和转速之间的关系，它体现了电动机的带负载能力。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2-1所示，其主要特征可由三个点来描述：

    图2-1    电动机的自然机械特性

   (1)理想空载点。电动机输出轴上的转矩为0，称为理想空载。这时，电动机的转速可以达到同步转速（旋转磁场的转速）n0，见图中的A点。所以，理想空载点的坐标是

   A(0，n0)

   (2)起动点。电动机刚接通电源，但转速仍为0时称为起动点，这时的转矩称为起动转矩Ts，也叫堵转转矩，见图中的S点。因此，起动点的坐标是

   S(Ts，0)

    通常，异步电动机的起动转矩应大于额定转矩的1.5倍，即

   Ts≥1.5TMN    (2-1)

式中  Ts-起动转矩(N·m)；

   TMN-电动机的额定转矩(N·m)。

   (3)临界点。异步电动机的机械特性有一个拐点K。在这一点，电动机所能产生的电磁转矩最大，称为临界转矩，用TK表示，K点称为临界点。与此对应的转速称为临界转速nK，相应地，有临界转差△nK和临界转差率sK。所以，临界点的坐标是

   K( TK，nK)

    临界转矩与额定转矩之比就是异步电动机的过载能力。通常，过载能力应≥2，即

   TK≥2.0TMN    (2-2)

式中  TK-临界转矩(N·m)。

    2．机械特性说明的问题

   (1)从电动机的角度看。如图2-2a所示，当转速较高，为n1时，转差△n1较小，转子绕组切割旋转磁场所产生的感应电动势和电流也较小。所以，电磁转矩TM1较小。

    当转速下降为n2时，转差△n2增大，转子绕组的感应电动势和电流也增大。所产生的电磁转矩TM2较大。

    所以，从电动机的角度看，转速下降，则电动机产生的电磁转矩增大：

    n↓→TM↑

   (2)从负载的角度看。如图2-2b所示，当负载较轻、阻转矩为TL1时，用于克服TL1所需要的电磁转矩较小，拖动系统的工作点为Q1点，转速较高，为n1。

    图2-2    机械特性说明的问题

   a)从电动机侧看b）从负载侧看

    当负载的阻转矩增大为TL2时，用于克服TL2所需要的电磁转矩也增大，拖动系统的工作点移至Q2点，转速下降为n2。

    所以，从负载的角度看，则当负载的阻转矩增大时，拖动系统的转速将下降：

   TL↑→n↓

    3．变频后的机械特性

    在电压和频率成正比（Ku=Kf）的情况下，变频后电动机的机械特性如图2-3所示，主要特点是：

   1)同步转速n0随频率的下降而下降。

   2)临界转速nK也下降，但临界转差基本不变。

   3)临界转矩TK随频率的下降而略有减小。

   4)机械特性基本平行。