设计变频调速拖动系统的基本要求

1．在机械特性方面的要求(1)对调速范围的要求。任何调速装置的首要任务是必须满足负载对调速范围的要求。负载调速范围D．。的概念是DL=nlmax/nlmin式中：nlmax为负载的最高转速；nlmin为负载的最低转速。

就变频器的频率调节范围而言，绝大多数都在1N400Hz之间。问题是：三相异步电动机在实施了变频调速后，是否在整个频率范围内带得动负载？能不能长时间地运行？为此，在设计之前，必须对负载和电动机这两个方面的情况有比较充分的了解。具体地说是：

①负载的机械特性；②电动机在变频调速后的机械特性，即有效转矩线。

(2)对机械特性硬度的要求。异步电动机的自然机械特性的运行部分属于“硬特性”，频率改变后，其机械特性的稳定运行部分基本上是互相平行的。因此，在大多数情况下，只需采用U/f控制方式，变频调速系统的机械特性就已经能够满足要求了。

但是，对于某些对精度要求较高的机械，则有必要采用矢量控制方式（无反馈方式或有反馈方式），以保证在变频调速后得到足够硬的机械特性。除此以外，某些负载根据节能的要求需配置负（低减）U/f比功能等。所以，负载对机械特性硬度的要求对于选择变频器的类型具有十分重要的意义。

(3)对加、减速及动态相应的要求。一般来说，现在的变频器在加、减速时间和方式方面，都有着相当完善的功能，足以满足大多数负载对加减速过程的要求，但也有必须注意的方面。

①负载对启动转矩的要求。有的负载由于静态的摩擦阻力特别大，而要求具有足够大的启动转矩，例如：印染机械及浆纱机械在穿布或穿纱过程中；又如起重机械CK2509PWR.html" target="_blank" title="CK2509PWR">CK2509PWR的起升机构在开始上升时，也必须有足够大的启动转矩，以克服重物的重力转矩等。

②负载对制动过程的要求。对于制动过程，需要考虑的问题有：

根据负载对制动时间的要求，考虑是否需要配用制动电阻以及配用多大的制动电阻；对于可能在较长时间内，电动机处于再生制动状态的负载（如起重机）来说，还应考虑是否采用电源反馈方式的问题。

③负载对动态响应的要求。在大多数情况下。变频调速开环系统的动态响应能力是能够满足要求的。但对于某些对动态响应要求很高的负载，则应考虑采用具有转速反馈环节的矢量控制方式。

2．远行可靠性方面的要求(1)对于过载能力的要求。电动机在决定其容量时，主要考虑的是发热问题，只要电动机的温升不超过其额定温升，短时间的过载是允许的。在长期变化负载、断续负载以及短时负载中，这种情况是常见的。必须注意的是：这里所说的短时间，是相对于电动机的发热过程而言的。对于容量较小的电动机来说，可能是几分钟，而对于容量较大的电动机，则可能是几十分钟，甚至几小时。

变频器也有过载能力，但允许的过载时间只有Imin。这仅仅对电动机的启动过程才有意义，而相对于电动机允许的“短时间过载”而言，变频器实际上是没有过载能力的。对于电动机可能存在短时间过载的负载，必须考虑加大变频器容量的问题。

(2)对机械振动和寿命的要求。在这方面，需要考虑的有：

①避免机械谐振的问题；②高速（超过额定转速）时，机械的振动以及各部分轴承及传动机构的磨损问题等。

3．设计拖动系统的主要内容(1)选择电动机的类型、容量、极对数等。

(2)选择变频器的类型、容量、型号等。

(3)选择拖动系统运行的相关参数，如升速与降速的时间和方式等。

(4)决定电动机与负载之间的传动比。

(5)设计主电路，并决定外围选配件的主要规格。

(6)设计控制电路，并选定外围所需要的选配件。