转矩提升问题.docx

转矩提升问题变频器工作在低频区域时，电动机的激磁电压降 低，出现了欠激磁为了要补偿电动机的欠激磁， 几乎所有的变频器都设置了自动转短提升一功 能，在电动机低速运行时使转矩增强(U / f特性增强)自动转矩提升包括二次方递减转矩负载、 比例转矩负载和恒转矩负载等待性，无论是哪一 种负载特性，若转矩提升值过大，低速区域内会 发生过激状态，电动机可能会发热转矩提升功能是在变频器低频的情况下经常用 到的一个参数，因为传统的V/F控制方式变频器 的输出力矩和频率是成正比的，一般在低频的情 况下似乎都不怎么够力，转矩提升功能实际上就 是在低频的情况下提高变频器内部电压是电流 增大提高输出力矩的一种方式在使用这个功能 的时候不可以盲目的将转矩提升功能调的太大， 太大会出现保护首先要记住一点，我们出厂设计的电机，都是按 照在工频电压下(380V, 50HZ)的给定下，所 得到的额定转速值，如果我们在实际工况当中， 没有达到380V，比如说只有300V,50HZ那么这 是一个欠压的情况，肯定是不能达到额定的转速 值，因为按照这个电机的设计，50HZ的频率下， 一定要有380V的电压来励磁，如今没有在额定 电压下，没有达到应有的磁场强度，磁通偏小， 那么肯定会影响速度的，不能因为那个60f/p这 个公式来看速度的变化。

又比如说在380V的 40HZ的输入的情况下，根据公式E=K*F*Q, E 不变，f降低了，那么Q磁通变大了，这是一种 过压的情况，过大的励磁，磁通在长时间下，会 使电机发热并有可能烧毁的所以说磁通这个值 不能过大，这个值是根据我们电机在设计的时候 就决定了其承载磁通能力我们通常在恒转矩调 速时（50HZ以下），此时的磁通为额定磁通， 也称为满磁，如果电压/频率变大，则会超过这 个磁通值，造成电机发热下面说恒转矩调速和恒功率调速恒转矩调速，就是说让磁通保持一个不变的 值，V/F=Q （磁通）是一个不变的值，为什么叫 恒转矩调速，就是说负载的转矩是个定值，我们 要求电机输出的转矩值也是个定值，看公式： T=KTQ,如今Q不变，那么电机输出转矩就和 I成正比，因为Q这个值我们通过铭牌就可以计 算出来的V（额定电压）/50HZ,所以在Q确定且不变的情况下，我们线圈的额定电流（不论有无 负载，最大通过电流）确定的情况下，该电机能 输出的最大力矩也就能够确定（也就能确定电机 能带动多大转矩的恒负载），所以我们电机的过 流能力就体现了电机的过载（转矩）能力1在恒转矩调速下，我们也只需要通过变频器 向电机输送经过调制的一定频率的电压（这个比 是磁通，是个定值），负载的转矩也是个定值， 那么N 一定，T 一定，输入的功率P也就定了。

如果F增大，转速N增大，那么功率P也就变 大了，因为转矩T是不会因为速度增大而变大的 （这个也叫恒转矩负载，如传送带恒转矩负载 的特点是负载转矩与转速无关，任何转速下转矩 总保持恒定或基本恒定应用的场合比如传送 带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提 升机等位能负载）还有一点，额定转速这个值是电机空转时所得 到的值，这个值对于我们的意义来说，在达到额 定电压的情况下，在达到额定功率的情况下，这 个值越大，输出转矩就越小，这个就是恒功率调 速的一个特点公式T=9550*P/N（额定转速） 所以在F>50HZ的情况下，（这个时候已经输出为最大功率了），我们在使N变大的时候，要注 意T在变小，要避免T太小而小于负载转矩引 起事故在恒功率调速时，我们是通过减小磁通 来达到减小输出转矩从而提高速度的这样的过 程来调速，所以这个也叫弱磁调速摘录一：恒转矩负载的特点是负载转矩与转速无关， 任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定应用的 场合比如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载 以及吊车、提升机等位能负载1恒功率负载的特点是比如机床主轴和轧机、 造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等 要求的转矩，大体与转速成反比，这就是所谓的 恒功率负载。

负载的恒功率性质应该是就一定的 速度变化范围而言的当速度很低时，受机械强 度的限制，转矩不可能无限增大，在低速下转变 为恒转矩性质负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选 择有影响，电动机在恒磁通调速时，最大容许输 出转矩不变，属于恒转矩调速;而在弱磁调速时, 最大容许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与 负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓" 匹配"的情况下，电动机的容量和变频器的容量 均最小这一点从直流电机特性来理解更容易 除了上述两类负载一般还有风机、泵类负载，他 的特点是转矩和速度的2次方成正比随着转速 的减小，转矩按转速的2次方减小这种负载所 需的功率与速度的3次方成正比摘录二：恒功率在负载比较轻的场合为多用，恒转矩则 多用在重负载摘录三：恒功率调速是指电机低速时输出转矩大，高速 时输出转矩小，即输出功率是恒定的；恒转矩调速是指电机高速、低速时输出转矩一 样大，即高速时输出功率大,低速时输出功率小 总结四：额定负载就是额定功率，带有额定负载的电机 就是说负载的功率达到了电机额定功率，这个时 候是恒功率调速12月11日增添内容:对于上面所提到的恒转矩负载来讲，我们调速 范围一般就定义在基本频率以下（一般50HZ）。

对50HZ以下的调速，一般是不能达到额定功率 的比如说起重，在达到额定功率后，我们继续 要求速度加大，那么输出力矩就会下降，那如何 加速（因为加速的话要输岀力矩大于负载力矩）， 所以这个命题是矛盾的在达到P/T （额定负载） 的转速后，将不能继续增大转速了，否则将带不 动负载这个不同于恒功率负载，恒功率负载是 转速越快，所需的负载转矩是越小对于恒功率负载来讲，他的调速范围会经历两 个区间在低速时，某个频率以下时，我们可以 认为他是恒转矩调速，因为按照输出功率恒定来 看，速度很低时，电机不可能输出一个无穷大的 转矩，这个时候我们应该认为负载转矩应该是一 个恒定值，即恒转矩性质，而输出功率来说也不 会直接就为额定功率而当频率加大到某个频率 以上时，输出为额定功率了，那么那个时候就为 恒功率调速了在一次负载为进料泵电机的变频器带负荷试车 过程中，变频器在起动过程中发生了过电流跳 闸，笔者对此原因进行了分析，认为进料泵出料 侧装有单向逆止阀、扬程高、料浆粘度大，造成 了进料泵电机起动阻力较大，于是选择了转矩提 升的方法，按泵类负载二次方转矩提升曲线设置 了参数，解决了变频器起动时过电流跳闸的问 题。

可是后来笔者又发现变频器并不是运行在最 佳状态，它在低频段运行时相对电流较大，电机 温升较高通过认真分析，认清了这个问题的真 正本质，改用设定起动频率参数的方法，解决了 变频器所需起动转矩的问题，即按进料泵的实际 运行状况选用了较低的理想的转矩提升曲线，这 样将变频器所需的起动转矩和实际工作中所需 的运行状态曲线分别进行相应处理，两者相互间 不再有任何牵连合理的参数设置使变频器运行 在最佳状态，获得满意的效果从以上问题的处 理过程来看，笔者认为有必要将变频的转矩提升和起动频率两个参数进行认真的分析和比较，这 对同行在变频器调试过程中对此类问题的处理 和认识是有帮助的1、变频器转矩提升功能(1)设置转矩提升功能的原因 普通电动机采用的冷轧硅钢片铁芯，其导磁系数 不是很高而且不是常数，正常情况下铁芯工作在 其磁化曲线的附点以上至膝点附近的一段区域 内,在这段区域内导磁系数最高，在工频电源下能 满足电机的正常运行要求•采用变频器供电时可 以在低频段运行，在低频段虽然电机所承受的最 高电压同高频段一样，但电机电流却是很小(有时 比电机在工频下的空载电流还要低)，使得这种冷 轧硅钢片铁芯工作在了磁化曲线的附点附近及 以下，在这一段区域内铁芯的导磁系数相对较 小。

电机绕组中电流产生的磁通在定子铁芯和转 子铁芯中闭合的数量会相对减少，表现为对铁芯 的磁化力不足，导致电机的电磁转矩严重下降，实 际运行时将可能因电磁转矩不够或负载转矩相 对较大而无法起动和在无法在低频段运行因此 各种各样的变频器中均设置有相应的转矩提升 功能，为不同的负载提供了不同的转矩特性曲 线，在不同的转矩提升曲线中为低频段设定了不 同的转矩提升量，如富士5000g11s/p11s系列 变频器就提供了 38条不同状态下的转矩提升曲 线在变频器调试时选择不同的转矩提升曲线可 以实现对不同负载在低频段的补偿2）转矩提升曲线的选择 变频转矩提升曲线在调试时应按电机运行状态 下的负载特性曲线进行选择，泵类、恒功率、恒 转矩负载应在各自相应的转矩提升曲线中选择 一般普通电机低频特性不好，如果工艺流程不需 要在较低频状态下运行，应按工艺流程要求设置 最低运行频率，避免电机在较低频状态下运行，如 果工艺流程需要电机在较低频段运行，则应根据 电机的实际负载特性认真选择合适的转矩提升 曲线而是否选择了合适的转矩提升曲线，可以 通过在调试中测量其电压、电流、频率、功率因 数等参数来确定，在调试中应在整个调速范围 内测定初步选定的的几条相近的转矩提升曲线 下的各参数数值，首先看是否有超差，然后对比 确定较理想的数值。

对转矩提升曲线下的于某一 频率运行点来说，电压不足（欠补偿）或电压提升 过高（过补偿）都会使电流增大，要选择合适的转矩提升曲线，必须通过反复比较分析各种测定数 据，才能找出真正符合 工艺要求、使变频器驱动 的电机能安全运行、功率因数又相对较高的转矩 提升曲线2、变频器起动频率电机在起动时有足够的起动转矩,避免电机无法 起动或在起动过程中过流跳闸在一般情况下， 起动频率要根据变频器所驱动负载的特性及大 小进行设置，在变频器过载能力允许的范围内既 要避开低频欠激磁区域，保证足够的起动转矩， 又不能将起动频率设置太高，在电机起动时造成 较大的电流冲击甚至过流跳闸既要符合工艺要 求，又要充分发挥变频器的潜力在设置起动频 率时要相应设置起动频率的保持时间，使电动机 起动时的转速能够在起动频率的保持时间内达 加而加速，这样可以避免电机因加速过快而跳 闸在一般情况下只要能合理设置起动频率和起 动频率保持时间这两个参数即可满足电机的起 动要求在实际调试过程中，常常有这样的情况，在电机起 动困难或电机在起动过程中过流跳闸时，采取的 措施是重新设置在低频段有更大转矩提升的转 矩提升曲线，甚至是将变频器的允许过载能力调 大，来解决电机起动中存在的问题。

这样电机虽 然能比较好的起动，但所选择的转矩提升曲线不 能工作在相对最佳的状态，可能使电机运行在过 激磁状态，从而使电机发热、无功损耗增加，功 率因数降低;而调大变频器所允许的过载能力， 则可能使变频器或电机失去应有的保护起动过 程中存在的难起动或过流跳闸的问题应采用合 理设置起动频率参数来解决，而正常运行中存在 的过流或不正常发热的问题，可以通过合理设置 起动频率参数来解决，这一点在变频器的调试中 应区分清楚，对变频器的正常运行是很重要的3、结束语对于起动转矩大的变频调速系统来说，应首先考 虑设置合适的起动频率参数，然后再根据负载实 际情况设置合理的转矩提升曲线，这样的设置能 更好地使变频器运行在较优化的状态，对变频器 的运行及节能均有好处在VVVF通用变频器组成的调速系统中，经常遇到因转矩提升功能设定不当而造成起动失败的 问题通用变频器一般都具有转矩提升功能，不 同品牌产品的功能含义有所不同：如富士产品定 义了转矩提升1和转矩提升2；美国A-B公司产 品则定义了直流升压、起动升压、运行升压、运 行/加速升压在转矩提升功能中，有许多提升 模式供用户选择，同一厂家不同系列的产品，其 出厂设定有所不同，如果系统调试时忽视了该参 数的设定修改，当负载起动转矩较大时，将导致 过流跳闸，造成起动失败。