本帖最后由 baikhgmv 于 2016-10-24 10:55 编辑
关于恒转矩的一点疑问，请高人回答很普遍的说法是50HZ以下恒转矩，50HZ以上恒功率，如果是V/F控制的话，怎么是恒转矩呢？虽然V/F是定值，也就是定子磁通不变，此时定子电流是保持不变的么？根据转矩公式T等于K*I*Q，如果定子磁通Q不变那么转矩与定子电流成比例，在V/F控制的情况下，如果定子电流保持不变，则转矩不变，也就是说转矩与转速的变化无关，转矩是保持不变的。但是定子电流是保持不变的？
例如辊道是恒转矩负载，采用V/F控制，难道不论F(也就是速度）怎么变化，只要负载不变，转矩就不变？难道频率变化了，定子电流仍然保持不变？请高人解答
另外，请问平板台车是什么负载啊？是恒转矩负责还是恒功率负载啊？
-----------恒转矩负载的特点就是当负载一定时，其转矩与转速无关，通俗地讲，一台天车起吊10吨的物体，这个物体不会因为起吊速度快或慢而变为11吨或9吨，但对于电机而言，当起吊速度由慢变快时，加速过程中，电机输出的转矩要大于负载转矩（等于负载转矩+加速转矩），当速度稳定后，电机输出的转矩又和负载转矩相等了，快速时的电流和慢速时一样。这种状态可在设备上观察。
平板台车是恒转矩负载。
-------楼上对变频器在恒转矩负载段的解释很好。
能再解释一下恒功率负载段的情况？为什么大于50Hz就变成了恒功率负载状态了呢？
---------对电机而言，50Hz以上运行属于恒功率调速区（电机端电压为额定，磁通Φ减少，但电流不允许超过额定），在这个区域，能够保证电机长期运行的电机转矩的容许值将随速度的上升而下降，带载能力降低。“电机转矩的容许值”是电机转矩的限度，此时速度越高，限度就低，电机的实际输出转矩是由负载决定的，只要负载小于这个限度，电机速度就有上升的空间，但不能超过这个限度，否则电机将过载运行。
一台天车起吊额定载荷是10吨（50Hz及以下），如果工艺要求提速，在50Hz以上运行，依然要吊起10吨的载荷，这时就需要更换功率大的电机来满足。
----------楼上解释的不错。封精支持一下。
这里的关键就是50Hz输出时，输出电压已经等于供电电压了。再提高输出频率，也只能是这个电压，而且绕组的感抗随频率增加，提供电流的能力降低，且这台电机磁路截面限定而逐渐趋于饱和。按交流的“欧姆定律”就形成恒功率特性。
那楼上能解释一下关于87Hz额定转矩特性吗？
----------1、变频电机工作时是在恒转矩区还是恒功率区取决于电极磁通量，电机输出转矩是和电极磁通成正比的。2、根据电机公式，E=4.44KfWΦ，磁通和电机成正比，磁通和频率成返比。
3、变频调速时，当频率减小（工作在基频50HZ）以下，为了保证磁通不饱和，电压也必须成比例的降低，以保证磁通量为定量，因此50HZ以下为恒转矩区。当频率增大时（工作在基频50HZ）以上，电机受限于绕组的绝缘要求，电压不能相应上升，所以必须降低磁通，因此50HZ以上为恒功率区。
4、电机进入恒功率区是受限于电机电压绝缘的，如果不考虑电机电压绝缘要求，当频率增大到50HZ以上时，只要电压也随频率相应增大，磁通量还是定值，电机还是工作在恒转矩区。
5、因此对于能工作在星形和三角形两种接法电机，在工作在三角形方式（50HZ/230V）时可以把电压提高到额定的1.73倍，频率和转速也提高到额定的1.73倍（87HZ/400V），来保证电机恒定磁通和转矩运转。
6、要工作这个方式，必须考虑以下几点：电机的极限转速（轴承和润滑等）、超频后电机铁损增加造成电机发热较正常大、电机绝缘等级要够、选择的变频器要合适（进线AC220的不能用，功率也要大）
---------对于87Hz额定转矩特性，我的理解如下：
（1）曾经调过一台MM440变频器，控制制氧一台22kW液氮输送泵电机，要求最大输出频率87Hz，因为电机的额定频率就是87Hz，转速5050rpm/min。这种情况下，电机可以输出额定转矩正常运行；
（2）如果这台22kW液氮输送泵电机的额定频率是50Hz，在某时段因工艺要求需运行在87Hz而要求电机能保持输出额定转矩，这时电机输出的功率将达到1.74倍的电机额定功率，电机不能够满足要求，需扩容到22x1.74=38.28kW，选用45kW；
另楼上g侠所言第5点【---来保证电机恒定磁通和转矩运转】也是保证230V的电机在50Hz时能输出额定转矩。
-----------【（2）如果这台22kW液氮输送泵电机的额定频率是50Hz，在某时段因工艺要求需运行在87Hz而要求电机能保持输出额定转矩，这时电机输出的功率将达到1.74倍的电机额定功率，电机不能够满足要求，需扩容到22x1.74=38.28kW，选用45kW；】
-----这一问题与我上面的回答中提到的电机轴上输出功率增加了1.74倍矛盾吗？要实现这种特性需要什么条件？
以22kW、380V、50Hz电机为例，在弱磁到87Hz时，为了使电机输出额定转矩，此时电机端电压近380V，为保证电机温升不超标，电机电流为额定值，此时因励磁电流减小，电机的功率因数比额定值要高，这种状态下电机的输出功率比额定功率要大一些，但到不了1.74倍，增长的幅度要小于速度的增长，如何来保证输出转矩达到额定值呢（变频器的输出电压又不可能超过输入电压）？
----------是的，gongs对87Hz模式解释得不错。
楼上先前对87Hz模式解释是有点问题。
你想想：
1、电机转子轴直径，就是按照额定转矩（x安全系数）设计的；和转速基本无关（不管是1500RPM还是3000RPM）。
2、380V的电机绕组绝缘等级，并不会因为你的220V角接方式而降低。
3、当负载为额定负载，且频率达到87Hz；电压380V时，绕组的转矩电流并不会增大。
4、变频器输出频率高或低，其载波频率（如4kHz）没有变化，对电机绕组的“冲击”是一样的。
所以，只要是那种变频电机50Hz/100Hz/1500rpm/3000rpm，就没有问题。
在设置上，只要告诉变频器50Hz、220V、（220V的额定电流）；变频器就会在50Hz时输出220V，87Hz时输出380V。
当然，重要的问题是你不能再使用原来的变频器了，它的容量必须加大（按此状态下的电机额定电流选用，220V角接的电流要比380V大得多）。
---------我对电机设计上没有什么经验，所以请教一下“380V的电机相绕组”的绝缘等极是指每相绕组都是380V呢 ，还是出厂星形接法的电机每相绕组绝缘是按相电机220V设计的。
主要是我有个工程想用电机的87HZ特性，不知道国内市场上的电机的绕组是否能承受电压增高。还有能否推荐几款能实现此功能的电机。功率1.5-3KW。
谢！
----------把思路整理了一下，分情况把对“87Hz恒转矩特性”的认识重新说明：
情况1：如用380v的变频器控制50Hz、380v的电机或用220v的变频器控制50Hz、220v的电机，当频率升到87Hz时，电机输出转矩的限度肯定会低于额定值，50Hz---87Hz这一频段就是恒功率调速；
情况2：如用380v的变频器控制220V(三角形联接)/380V(星形联接)、50Hz的电机，变频器中设置基准频率为87Hz，基准电压为380v。
使用星形联接时，频率升到87Hz时的情况与情况1相同；
使用三角形联接时，频率升到87Hz时，电机端电压也升到380，在额定负载下，电机能够输出额定转矩是因为电机磁通Φ没变【（220v/50Hz）=（3800v/87Hz）=恒定】，在此基础上，流过电机各相绕组的电流
仍等于额定电流，此时电机功率增加了1.74倍是因为电机端电压升高了1.74倍；
对于220V(三角形联接)/380V(星形联接)的电机在三角形联接时，如外加50Hz、380v的电压，磁路会严重饱和而不能正常工作，但现在外加的是87Hz、380v的电压，磁路不会饱和且这种电机各绕组间的耐压等级在设计时是按380v来设计的，各绕组的载流量是按星形联接时的额定电流来设计的，虽然三角形联接时电机额定线电压是220v，在这种情况下，运行在380v电压下对电机绕组的绝缘是没影响的。
只是在这种应用中要考虑电缆截面增加、变频器容量增加带来的成本增加这一因素。
--------呵呵，没错，是这样的。
此外，还要认识到：输出功率的提高是因为额定转矩输出没变的情况下，转速提高到原来的1.73倍。
这和F1赛车是一样的，它的气缸排量1.6升，但转速是1万8千转。这就是它大马力的原因。马自达RX-7转子发动机排量2x0.65升，输出260马力，也是1万转以上的高转速。
回gongs：
380V变频电机用在380V供电系统中，耐压没有问题。在TN供电系统中，对外壳都是AC 220V的 Vpp约310V。
但在IT供电系统中，当一相接地时，倒会对外壳升高到AC 380V Vpp（660多伏）。
其绝缘仅仅和工作、环境温度有关。也就是说，主要和材料有关；铁损、铜损有关（都变成热了）。
作用在绕组上的电压，因载波造成的绕组电感的反电势，会达到1倍。但和正常50Hz内使用也没有区别（50Hz也是同样的载波呀）。
--------那是不是说要87HZ运行，就只要吧额定电压的参数设成220v就可以了，电机接成角型
----------首先50hz的说法有点不准确，应该是额定频率，有些电机的额定频率不是50hz，在额定频率下为恒扭矩应用，额定频率上为恒功率应用。
电机是一个电能和机械能转换的执行机构，这种转换依靠电磁感应。对电能方面参数为电压，电流和频率；对机械能方面参数为扭矩，转速和转动惯量；当然对电机来讲还有转换效率参数。对于磁场方面参数为磁通，反电动势；
当把变频器加入这个系统时，还需要把变频器的很多参数考虑进来，如载频，响应频率，过载系数等等；
作为商品来讲，必须考虑成本问题，基于这个原因，每个参数都有限制；在不同的应用中会采用不同的策略来达到性价比最高，这是产品设计时必须平衡各种参数的范围。当然某些应用不全是钱的问题，举个例子，航母上的弹射器，如果用很火的电磁弹射方案的话，那就是一个大的*直线电机，要把电机的电阻降低到非常低（如超导体）来瞬间输出兆瓦级的能量，还要保持足够高的机械强度。这种天顶星的技术，你只要能做出来，钱就从来不是问题。
回头来看看参数的限制条件和各个量之间的关系：
电压U：限制于输入电压与电机的绝缘等级
电流I ：电机的内阻与感抗
频率f：限制于变频器的最大输出频率（200-650hz or 2000hz 是一个与载频密切相关的一个参数）
转速n：限制于轴承和转子的机械强度
扭矩T：限制于机械强度和电流
反电势E: 限制于磁通与频率f
磁通fi：限制于材料和绕组的形式
控制电机一般有两种不同的控制对象：
1，电机的转速n---》改变电机的电流---》电机的扭矩=负载扭矩+加减速扭矩+摩擦扭矩来控制速度达到设定值
2，电机的扭矩T---》改变电机的电流---》改变电机的扭矩（速度环饱和）达到扭矩设定值
电参数: 电压U与频率f-----》一般变频器的输出侧电压小于出入侧电压，举例：AC380v 通常输出AC340-370V，而变频器的输出电压就是电机的输入电压了。从变频器控制原理上讲，电压V与频率f之比可以设定一个固定的系数或一条固定的曲线（在额定频率下）即这个曲线的额定频率点对应为额定电压，当频率超过额定频率时，输出电压达到额定电压时就不能继续沿这个曲线增大，问题就来了。
机械参数与电参数的关系：扭矩与电机的交轴电流分量成正比，磁通与电机的直轴电流分量成正比；电机的转速n与电机的频率f为固定系数关系：n=(1-s)*60f/p; 改变f的值就可以改变电机的转速n（p为电机的极对数，s为转差率），当频率高于额定频率时，频率f可以增大，而与频率相对应的电压u却不能增大（达到电压最大值了）；
从功率角度来讲，电功率k*U*I*功率因数cos*效率=机械功率 扭矩*转速/9550，当电压不能变大的时候，电机的电流*功率因数也基本不变了（由于电机的内阻），对机械能来讲，当转速高于额定转速时，扭矩就必须降下来才能满足这个等式。可当电机的频率f增加时，电机的感抗电流与频率成正比，电机的反电势增加，但反电势必须控制低于电机的输入电压才能产生电流；而反电势与磁通和频率成比例关系。这时尽管电机的总电流不变，但电流分量的比例在变化（是矢量合成），交轴电流分量减小导致扭矩的减小，直轴分量增加来减小磁通从而保持反电势为一个固定值（接近电机输入电压）。在高于额定频率后，为恒功率运行。
当转速低于额定转速时（频率f低于额定频率），此时扭矩输出为负载扭矩+加速扭矩，为恒扭矩输出。
不同的应用场合，关注电机的参数不太一样，比如机床的主轴电机，关注于高转速（》10000rpm）让加工的工件表面质量更佳，工作于恒功率方式；比如卷绕，也是典型的恒功率应用；当然恒扭矩应用的场合更多，想楼上提到的平板台车
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