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普传科技PI500系列变频器在力矩电机上的应用

一、力矩电机概述:
力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。力矩电机包括:直流力矩电机、交流力矩电机、和无刷直流力矩电机。
力矩电机与普通电机的区别:力矩电机是为了在降低转速的情况下而不改变输出转矩而设计的,在降低供电电压时电机转速下降,但输出力距不变,电流也不变。普通电机是不能用降压法减速的,那样会造成输出力矩降低而电流增大,会烧毁电机。
二、力矩电机的应用:
力矩电机主要应用在以下几个方面
1、卷绕:
在电线电缆、纺织、金属加工、造纸等加工时,卷绕是一个十分重要的工序。产品卷绕时卷筒的直径逐渐增大,在整个过程中保持被卷产品的张力不变十分重要,因为张力过大会将线材的线径拉细甚至拉断,或造成产品的厚薄不均匀,而张力过小则可造成卷绕松驰。为使在卷绕过程中张力保持不变,必须在产品卷绕到卷盘上的盘径增大时驱动卷筒的电机的输出力矩也增大,同时为保持卷绕产品线速度不变,须使卷盘的转速随之降低,力矩电动机的机械特性恰好能满足这一要求。
2、无级调速
力矩电机的机械特性很软,当负载增加时,电机的转速降低,输出力矩增加,而输出力矩是正比于电压的平方。如果负载固定,则电机的转速将随电压变化而变化,因此在负载恒定的装置上,只要通过调压装置改变电机的输入电压,就能获得任一的转速。但是力矩电机低速运行时,其效率极低,不利于长期低速运行。
3、开卷
开卷亦称松卷、放卷、放线等。在工业生产中,有时需要把卷绕在滚筒上的产品输送到下一个工序。在输送过程中,要求施于产品一个与传动方向相反的张力,同时要求随着筒径的变化,而保持产品传动的线速度和反张力恒定,这就要求电机具有制动恒功率特性。利用力矩电机在制动状态的机械特性,把已成卷的产品松开后再加工,可防止产品在开卷过程中因时松时紧而影响质量,其原理同于卷绕时一样。
4、堵转
在某些特殊场合中,有时要求电机在一段时间内保持一静止的力矩,如电缆收卷起始阶段须保持张紧,由于力矩电机的阻抗较大;其堵转电流较小,同时采用了强迫通风,所以能满足一定时间内的堵转要求。允许堵转时间应按铭牌上标定值,如需较长的堵转时间,可选用较大的力矩电机,通过降低力矩电机的端电压来获得。
三、PI500系列变频器特点:

精准的电机参数自学习,稳速精度高、调速范围广,低速大转矩,转矩脉动小,瞬时停电不停机,具有频率和电压分别可调的特点,新一代节能运行。
40℃环境温度设计 、独立风道,三防漆涂层处理,全球安规认证CE/TUV。
内置自适应PID功能模块,易用的上位机软件,I/O扩展功能,内置制动单元,支持多种通讯。
高防护薄膜按键键盘,支持多种安装方式,可法兰安装,可卸载式风扇,安装维护方便,增加了QUICK多功能键及键盘锁定功能选择。
四、力矩电机变频改造注意事项:
力矩电机改为变频器控制,要确认被控制的力矩电机是交流异步电机或同步电机,因为变频器都是用在交流电机上的。还要确认变频器的大电流大于或等于力矩电机的堵转电流,因为力矩电机是可以工作在堵转状态的。
五、现场应用实例及图片:
1.现场为一个生产编织袋的厂家,力矩电机用于收卷环节,堵转电流0.45A。改造前使用的是自耦调压器来控制力矩电机,这种控制方式具有能耗高,长期使用需要经常更换碳刷,而且自耦线圈容易损坏的特点。
2.改造情况,现场电源AC380V供电,根据现场情况客户选购了一台PI500 030G3的变频器,本次改造就是利用PI500具有频率和电压分别可调的特点,来实现对力矩电机的有效控制,取代了力矩电机控制器(力矩电机调压器)。

六、结论:
改造后能够满足现场工艺要求,同时,取得一定的节能效果。改造前工作电流在20A,改造后电机工作电流在10A左右,节电率可以达到50%左右。
在编织袋厂这种力矩电机使用的非常多,改造后节能效果非常可观,具有较好的经济价值和社会意义,因此,这种应用具有很好的推广价值。

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