扭矩是各种工作机械传动轴上载荷的基本形式。
它与动力机械的工作能力、能耗、效率、使用寿命和安全性能密切相关。
作为典型的动力机械,扭矩是电动机非常重要的性能参数。
不同的工作条件对电动机的扭矩性能要求不同。
例如,绕线转子交流电机、高转速交流电机、普通笼式感应电机和变频电机。
交流电机的转矩设定与负载有关,不同的负载特性对感应电机的转矩特性有不同的要求。
电动机的转矩主要包括最大转矩、最小转矩和启动转矩。
考虑启动转矩和最小转矩以及工业电机在启动过程中应对不断变化的负载电阻转矩的能力,涉及启动时间和启动电流,并以加速转矩的形式体现。
最大扭矩更多地反映了电机在运行过程中的过载能力。
启动转矩是衡量电动机启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,越能重载起动。
这些都表明良好的启动性能。
反之,如果启动转矩小,则启动困难,启动时间长,使三相电机绕组容易过热,甚至无法重载启动。
最大转矩是衡量交流电动机短时过载能力的重要技术指标。
最大扭矩越大,电机承受机械负载冲击的能力越强。
如果异步电动机在带载运行时短时过载,当交流电动机的最大转矩小于抗过载转矩时,电动机就会停机堵转烧毁,这就是常说的过载故障。
最小转矩是电机在常规电机启动过程中的最小转矩。
它是在额定频率和额定电压下,电动机在零速和相应的最大速度之间产生的稳态异步转矩的最小值。
当小于相应状态下的负载电阻转矩时,三相异步电动机转速将停转在非额定转速状态,不能启动。
鉴于以上分析,我们可以得出结论,最大扭矩更多时候是电机在运行过程中抵抗过载能力的体现。
而启动转矩和最小转矩是高效电机启动过程的两个特定条件。
不同系列的感应电动机,根据相应的运行条件,对力矩的设计有一些不同的选择,最常见的有普通笼型电动机、用于特殊负载的高转矩电动机和绕线转子电动机。
普通笼型电机是普通转矩特性(N设计),一般用于连续工作系统,不存在频繁启动的问题,但要求效率高,转速低。目前的IE2、IE3、IE4等高效电机都是普通笼型电机的代表。
绕线转子电动机启动时,通过在集电环系统上串联启动电阻,可以更好地控制启动电流,启动转矩始终接近最大转矩,这也是其得到较好应用的原因之一。
一些特殊工况的负载,要求电机有较大的转矩。
我们还讲了H设计电机,在前面的话题中我们讲了正转和反转电机,负载电阻扭矩在额定扭矩基本恒定的恒阻负载,高转动惯量的冲击负载,需要更柔和扭矩特性的绕组负载, ETC。
对于电机产品来说,扭矩只是其性能参数的一方面,要优化扭矩特性。
可能需要牺牲其他参数的性能,尤其是与拖动设备的匹配非常重要,系统分析优化综合运行效果,更有利于常规电机本体参数的优化和实现,系统节能具有也成为众多电机制造商和设备制造商共同研究的课题。
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