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电机运行特性之——电机转矩类型及其工况适用性

2020-07-31 14:10:25     来源:电机技术日参        

【大比特导读】起动转矩是衡量电动机起动性能的重要技术指标之一。起动转矩越大,电动机加速越快,起动过程越短,也越能带重负载起动。这些都说明起动性能好。反之,若起动转矩小,起动困难,起动时间长,使电动机绕组易过热,甚至起动不起来,更不能重载起动。

转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命,以及安全性能等因素紧密相关。电动机作为典型的动力机械,转矩是其非常重要的性能参数。

不同的使用工况,对于电机的转矩性能要求不同,比如说,绕线式转子电机、高转差电机、普通的笼型电机、变频调速电机等。

电机

电机的转矩设定都是围绕负载而言,不同的负载特性,对于电机的转矩特性有不同要求。电机的转矩主要包括最大转矩、最小转矩和起动转矩,起动转矩和最小转矩和是考量电机起动过程中应对变化的负载阻力矩的能力,涉及到起动时间和起动电流,以加速转矩的方式体现。而最大转矩更多的时候是电机运行过程中过载能力的体现。

起动转矩是衡量电动机起动性能的重要技术指标之一。起动转矩越大,电动机加速越快,起动过程越短,也越能带重负载起动。这些都说明起动性能好。反之,若起动转矩小,起动困难,起动时间长,使电动机绕组易过热,甚至起动不起来,更不能重载起动。

最大转矩是衡量电动机短时过载能力的一个重要技术指标。最大转矩越大,电动机承受机械荷载冲击能力越大。如果电动机在带负载运行中发生了短时过载,当电动机的最大转矩小于过负载阻力转矩时,电动机便会停转,发生堵转烧毁,也就是我们常说的过载故障。

最小转矩是电机起动过程中的最小转矩。电动机在额定频率和额定电压下,在零转速与对应于最大转速之间所产生的稳态异步转矩的最小值。当其小于对应状态下的负载阻力矩时,电机转速将会出现非额定转速状态下的停滞而无法起动。

鉴于以上分析,我们可以得出一个结论,最大转矩更多的情况下是电机运行过程中抗过载能力的表现,而起动转矩和最小转矩则是电机起动过程的两个特定条件下的转矩。

不同系列的电机,因对应使用工况的不同,对于转矩的设计会有一些不同选择,最常见的有普通笼型电机、特殊负载对应的高转矩电机,以及绕线式转子电机。

普通笼型电机为正常的转矩特性(N设计),一般为连续工作制,不存在频繁起动问题,但要求效率较高,转差率低。目前的YE2、YE3、YE4、等高效电机就是普通笼型电机的代表。

绕线式转子电机起动时,可以通过集电环系统串接起动电阻,使起动电流得到较好控制,而起动转矩始终接近于最大转矩,也是其应用较好的原因之一。

而对于一些特殊工况负载,则要求电机有较大的转矩。也就我们说的H设计电机,在前面的话题中我们谈到了正反转电机、负载阻力矩基本恒定于额定转矩的恒阻力负载、转动惯量大的冲击性负载、要求较软转矩特性的卷绕性负载等。

对于电机产品,转矩只是其性能参数的一个方面,为了优化转矩特性,可能就需要牺牲其他的参数性能,特别是与被拖动设备的匹配非常重要,系统地分析和优化综合运行效果,更有利于电机本体的参数优化和实现,系统节能也成为不少电机生产厂家与设备配套厂家共同研究的话题。

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