变频调速之恒转矩调速和恒功率调速 报道

(资料图)

【简述】直流电机或变频电机都有这两种特性。恒转矩是低速时特性（基频以下即50HZ以上），恒功率是高速时特性（基频以上，即50HZ以上）。

按性质分，工业负载大体上有三类。第一类是恒转矩负载，最典型的是电梯，电梯一旦载客运行后，由于人数是不变的，故不管速度是快还是慢，负载力矩是恒定的。第二类是恒功率负载，最典型的是机床主轴、轧机轧辊主传动。它们的负载特点是低速时要求转矩大（粗切削、初轧），高速时转矩反倒要求低（精加工），但它们要求的输出功率是恒定的。由于功率=转矩×转速（频率）-常数，故称为恒功率负载。第三类是风机水泵负载，这类负载的特点是功率（转矩）与转速呈曲线关系。这三类负载和变频器的匹配将在后面“应用篇”中再举例说明。

对于恒转矩负载选用变频器时，最适合用压频比V/f为常数的控制方法。对于恒功率的负载，若用V/f控制法，就会造成低频时转矩不够。若为了满足低频（低速）将变频器容量选大，到高频（高速）时变频器就欠载运行，使用很不充分，造成容量浪费。

为了解决以上矛盾，习惯将恒功率负载的变频器最低频率定为基频(f1N=50Hz)，并规定调频只能往上调，例如，50～100Hz、50～200Hz等。目前，变频器产品的最高频率限制为500Hz。

现简述恒功率变频器的主要特点。基频f1N=50Hz时，频率可以从f1N往上增高，但电压U1却不能超过额定电压U1N，最多只能保持U1=U1N。由式（3-1）可知，这时磁通与频率成反比地降低，相当于直流电动机弱磁升速的情况。

把基频以下和基频以上两种情况结合起来，可得图3-2所示的异步电动机变压变频调速控制特性曲线。如果电动机在不同转速下都能达到额定电流，即可在温升允许条件下长期运行，则转矩基本上随磁通变化。按照电气传动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”；而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。

图3-2异步电动机变压变频凋速控制特性曲线

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