无刷电动机 AC调速电动机的转速-转矩特性

AC调速电动机

AC调速电动机通常具有如下图所示的转速-转矩特性。

① 连续运行领域
在规格额定内可以连续运行的领域。

② 使用限制领域
在连续使用限制领域内连续运行时，电动机壳体温度可能会超过90℃。在使用限制领域内使用时，请确保电动机壳体温度在90℃以下。

③ 起动转矩
表示电动机可以启动的转矩大小。

④ 容许转矩
表示在安装减速机使用时可以驱动的负载转矩大小。在特性图的范围内使用。

变频器

变频器通常具有如下图所示的转速-转矩特性。
变频器通过改变施加到电动机的电压频率来改变转速，因此，与感应电动机的特性相同，负载转矩也会导致转速的变化。

关于使用界限线和减速机连接时的容许转矩

调速电动机的输入会根据负载和转速而变化。
负载越大，转速越低，温度上升越高。
AC调速电动机和变频器的转速-转矩特性图中有“使用界限线”，该线下方为连续运行领域。
“使用界限线”表示在不超过电动机的容许最高温度下连续（对于可逆电动机是30分钟）运行的极限，由电动机的温度决定。
是否在实际的负载和转速下使用，需要通过测量电动机壳体温度来判断。通常，如果电动机壳体温度在90℃以下，则根据绕组绝缘等级可以连续运行。但是，电动机温度越低，电动机寿命越长，因此建议在尽可能降低电动机温度的条件下使用。
使用减速机时，请使用低于“减速机连接时的容许转矩”的转矩。如果使用减速机并超出此转矩运行，可能会导致寿命缩短或损坏。

可变速度范围（速度比）和负载率

AC调速电动机的可变速度范围内，最低转速和最高转速的比作为速度比，负载率（起动转矩与负载转矩的比）较小的范围内，速度比可以大到1：15（如下图的负载率40%的情况），可以在较宽的范围内运行。
相反，负载率较大时，速度比会减小。

负载率与速度比

让我们来看看负载率与速度比的关系。实际使用时，通常会与减速机组合使用，这里也以这个例子来解释。

从图中读取的MSD系列的负载率40%和负载率50%时的连续运行领域和速度比如下表所示。
负载率40%时可以有很大的速度比，但负载率50%时速度比会减小。这样，AC调速电动机通常无法在宽范围内运行。如果想要在宽范围内运行，请选择起动转矩较大的电动机（安装尺寸大一个等级的电机）。
对于无刷电动机，这种情况则不存在，可以像虚线那样在宽范围内运行。

使用减速比大的减速机时的速度比

起动转矩也受到减速机最大容许转矩的限制，因此，在减速比大的减速机使用时，负载率是相对于减速机的最大容许转矩的负载转矩。
在前面的例子中，我们使用了减速比5的减速机，这里我们确认使用减速比100的减速机时的速度比。

减速比100的齿轮盖4GN100K最大容许转矩为8n·m，负载比率30%和负载比率50%时的速度比如下表所示。

这样，使用减速比大的减速机和组合使用时，不需要过多考虑负载率，就可以进行速度比大的运行。