1.负载的起动转矩
电动机起动时不仅要克服负载的工作转矩,还要克服负载静摩擦力产生的转矩。在特殊设备中,如挤压机起动时挤压材料已由软体变为固态,使起动转矩大大增加,这些都必须要预先想到。负载所需要的起动转矩值,是变频器选择的重要指标。以额定工作点的转矩为100%,则典型负载起动转矩值大体为:风扇、鼓风机(30%以下);挤压机、压缩机(150%以上)。
2.大惯性负载
对于直线运动,为使静止的物体在一定时间内加速到某一速度,物体的质量越大所需要的力也越大。对于旋转体也同样,为使转速在一定时间内加速到某一转速,加到旋转体上的转矩与物体的质量和形状有关,质量越大,其质量分布离旋转轴心越远则需要的转矩越大。表示旋转体的质量形状的物理量用GD²表示,GD²称为旋转体的惯性转矩,单位为N·m²。
负载的GD²越大,起动时需要的转矩越大,或加速时间越长。大惯性负载如离心泵、冲床、水泥厂的旋转窑等,此类负载起动速度慢,起动时可能还会产生振荡,减速时电动机有能量回馈。如果需要减小大惯性负载的加速时间,则应加大变频器的容量。
几种典型的大惯性负载在电动机额定转矩作用下,从零上升到额定转速所用时间为:电动机(0.2~1s);泵(0.1~0.5s);风扇、鼓风机(10~30s)。
3.冲击和过载
冲击性负载是在瞬间负载突然增大。如磕头往复抽油机,冲床,粉碎机,轧钢机咬入钢锭的瞬间等,都可以视为冲击性负载。由于冲击性负载会引起变频器的输出电流瞬间增加很多,如果变频器的裕量太小,会引起过电流跳闸。解决冲击性负载的方法一是增加变频器的容量,二是加装惯性飞轮,由惯性飞轮吸收来自负载的冲击能量。
在有些冲击性负载中,有时电动机的瞬间电流会达到正常电流的一倍,因异步电动机有1.8~2.2倍的过载能力,电动机不会堵转。当瞬间电流过后,电动机回到正常工作状态。在这种情况下,只增加变频器的容量,电动机的容量不增加。这就是为什么有些冲击性负载变频器的容量是电动机的一倍。
过载是指某些设备在起动后有较长时间处于过载状态。如冷冻机起动后要经过一段时间才能进入正常状态;粉碎机中混入杂物使转矩增加等。这些负载都要视具体情况增加变频器的容量。