恒转矩和恒功率的根本原因.docx

电动机为什么能实现调速，有个公式：n=60f/p,这个是同步电机的公式，针对广泛采用的异步电机，公式变为n=60f(1-S)/p
其中S＝转差率、p＝磁极对数、n＝转速
可以看出，想调整n，也就是调速，可以调节3个参数，既然我们讨论的是变频器，那自然调节的主要是f了。
在S、p一定的情况下，转速正比于频率，由于这种对应关系，你可以把转速快理解为频率高，或者反过来。
E＝4.44fNΦ
这个是电机学基础公式，其中E＝定子每相电动势有效值，f＝定子供电频率，也就是变频器输出给它的，N＝电机每相绕线札数，Φ＝定子磁通
如果理论分析起来，严格讲我打的符号不够标准，因为不知道怎么在论坛实现脚标，但是不影响我们讨论这个问题。
实际上输入电压和定子电压有差异，而且频率越低，差异比例越大，这也是变频器为什么低频要补偿的原因，我们现在不讨论这个，在这里，E可以简单理解为变频器输出的电压，也就是v=E。
下面进入正题，为什么有恒转矩和恒功率
Φ正比于定子电流＝Φ正比于转矩，你怎么说都可以，只要理解，转矩大小和磁通的正比关系，当然这是有条件的，这里不予讨论，是题外话。
(1)在到达基频前
只要保证v/f=恒定，也就是E随f成正比增大，可以保证Φ不变，公式依然可以满足，这时处于恒转矩阶段
注意：恒转矩不是一条线，而且它以额定功率所处线下所有面积，公式都可以成立，因为变频器可以通过改变0～100％的功率使得等式成立。
(2)超过基频后
如我在第一句所强调的，变频器是不能升压的，它以工业供电电压为限
在额定电压下，额定功率时，出现额定频率
当频率进一步增大，但是v（或E）不能继续满足这个正比关系，但是N是不变的，4.44常数也不会变，那么能变的只有Φ，为了维持等式，E不变，与Φ同侧的f增大，Φ就只能减小了，而且与频率成反比，如上面所提及，Φ正比于电流、正比于转矩（这个是理论值，实际中需要修正），所以转矩正比于f减小
大家知道功率＝转矩×转速，转速正比于f，现在转矩反比于f,功率不变，转矩下降
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恒转矩调速是指负载转矩保持不变,但对转速有不同的要求;恒功率调速是指负载功率保持不变,但对转速有不同的要求.这与电机的额定输出功率和转矩无关,只是要用负载的转矩和功率来选择电动机和变频器.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。
    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。
三相异步变频电机，频率为3～100hz，50hz以下恒转矩工作，50hz以上恒功率工作，额定转矩7 .1N.m，额定功率0.75kw。请问10hz时，用转速公式 n=60f(1-S)/p 算出来的转速是电机输出轴的转速吗？如果不是，电机输出轴转速为多少？另 在10hz时，电机的功率怎么计算？
如你所说，n=60f(1-S)/p算出的是电机输出轴的转速，这里的f是10Hz。 10Hz的电机功率可以根据公式T=9.55P/n推算出来，因为电机是恒转矩，所以T不变，转速基本降为原来的五分之一，所以功率也大约降为50Hz时的五分之一。