引言
方便的选择。通过变频器改变电机频率，
能耗低且故障率低[1]。但异步电动机变频调速过程其实是一个涉及到电机机械特性的改变，需要进一步探索机械特性变化情况。 1变频调速对异步电动机的影响
异步电动机调速系统主要包含异步电动机与变频器两部分，变频调速与传统调压调速方法存在本质上的差异，变频调速是改变定子供电频率方式来使旋转磁场的同步转速改变，实现对电动机的转速
调节。同时，为了保证主磁通不发生改变，
还需要对电源电压进行调节，确保电压与频率比维持恒定。异步电动机的机械特性与很多参数存在关
联，电动机
的额定频率、额定负载、电压设计等参数的改变，
都会对机械特性曲线造成影响，并且电动机参数如果受到主磁路饱和及温度等方面的影响，也会发生改变[2]。机械特性的改变，会造成电动机最佳工作点、调速区间等的选择难度增加，变得更加复杂。变频调
速器虽然存在体积小、噪声小、
节能效果好且故障率低等优势，但人们仍然对变频调速具有更高的要求，
电机在额定转速下调速，会造成负载能力下降，
也就是机械特性变软。
2变频调速后异步电动机机械特性分析
变频调速的基本原理就是通过旋转磁场的转速
n 0，
实现对电动机转速的调整。这里调整过程需要改变电流频率f ，通过n 0=60f /p 计算，p 为旋转磁场的
磁极对数。在变频器调速时，f 值连续可调，
则电动机的同步转速n 0也随之发生改变，连续可调。研究变
频调速后异步电动机机械特性，需要分析变频后转在线水分检测
矩计算方法，并分析k u =k f ≤1时的机械特性、k f ＞1时的机械特性情况
。
变频后异步电动机频率用f x 表示，而电压值则用U x 表示，则频率和电压的计算公式为：
f x =k f f N ，U x =k u U N .
式中：k f 表示频率调节比，简称调频比；f N 表示电动机的额定频率；k u 表示电压调节比，简称调压
比；U N 表示电动机的额定电压。通过将电压计算公式与频率计算公式带入异步电动机的电磁转矩计算式中，可得到变频后的转矩计算公式：
T M =3ps x r '2k u 2U N 2
2πk f f N [（s x r 1+r '2）2+s x 2k f 2（x 1+x '2）
2].式中：s x 表示频率f x 时的转差率值；r 1为每项定子绕组的电阻值；x 1为每项定子绕组的漏磁电抗值；r 2为每项转子绕组的电阻值；x 2为每项转子绕组的漏磁电抗值。通过该计算公式，可获得电动机调速后的转矩结果，通过分析不同k u 、k f 条件对异步电动机机械特性变化，可掌握电动机调频后对机械特性的影响[3]
。1）k u =k f ＜1时异步电动机的机械特性。当k u =k f ＜1时，可获得异步电动机的机械特性曲线图（下页图1），分析图1可发现：f x 不同，
则在相同转矩下异步电动机速度降△n x 会明显降低，因此在工作区的机械特性曲线表现出大致的平行状态，也就是说异步电动机在该条件下机械特性较硬。当k f 逐渐
pbs配方
降低时，临界转矩有明显的下降趋势，
而电动机带负载的能力也明显降低。
2）k f ＞1时异步电动机的机械特性。
当k f ＞1时，可获得异步电动机的机械特性曲线图，分析图2可发现：当f x 升高时，临界转矩会按照1/k f 2的线性规律
逐渐下降，而临界转差变化较小，
但由于临界转矩下收稿日期：2017-10-27
作者简介：李忠旺（1987—），男，本科，毕业于黑龙江科技大学机械电子工程专业。
异步电动机变频调速后机械特性的研究
李忠旺
（西山煤电西曲矿排矸二队，山西
古交
030200）
摘
要：分析了变频调速对异步电动机的影响，进一步探索变频调速后机械特性改变效果，
提出了有效的改善措施。分析认为，变频调速过程会对机械特性造成影响，研究异步电动机变频调速后机械特性有助于实现电动机有效控制，也有助于完善保护和维修功能。关键词：异步电动机变频调速
机械特性中图分类号：TM343
文献标识码：A
文章编号：1003-773X （2018）03-0048-02
DOI:10.16525/jki14-1134/th.2018.03.19
总第179期2018年第3期机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND
DEVELOPMENT
Total 179No.3，2018
机械分析与设计
降幅度较大，所以机械特性的倾斜度会明显变大，在工作区显示异步电动机机械特性略微变软。
由此可见，恒压频比控制下变频调速的机械特性基本上是上下平移的，最大转矩值会随着频率变化而降低。当频率较低时，最大转矩太小而造成电动机带负载能力不足，需要通过采用定子阻抗压降补偿来提升电压值，增强带负载能力。
3改善机械特性的措施
针对异步电动机变频调压后机械特性变化，可采取V/F控制、矢量控制及拟超导控制等方式改变机械特性，具体如下
。载人旅行箱
针对k u=k f降低时的电压改变，△U x明显增大，
造成最大转矩下降，可采取提升调压比的方式改变
k u=k f关系，使k u>k f，从而降低△U x在U x中所占的壁
纸，从而确保电极临界转矩得到补偿。完全补偿的
V/F，其具体含义是无论f x发生怎样的变化，都可以
通过补偿方式保证临界准据与最大转矩保持一致，
所以可以称为全补偿。V/F控制主要通过变频器来
改变k u、k f的值，从而保证给予电动机转矩不同程度
的补偿，实质即是采用提高电压方式补偿阻抗压降，
实现机械特性硬度的提升
。
矢量控制简单的说就是将交流电机调速通过一
系列等效变换，等效成直流电机的调速特性。具体做
法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场
的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转
矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值
和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式
为矢量控制方式。如果两个直流绕组相互垂直，且处
于同一旋转体上，分别在两个绕组中独立通入给定
信号分解得到的励磁电流信号与转矩电流信号，然
后将这两个值作为基本控制信号，在等效转化下获
得基本控制信号的等效三相交流控制信号，从而去
控制逆变电路。矢量控制与直流电动机工作方式比
较接近，所以其机械特性、动态特性等都大幅提升
。
拟超导技术的技术解释是一种新的“拟超导”合
成技术，有助于改善电动机变频调速机的械特性。通
过定子电阻的改变来影响机械特性，在定子电压U x
随着频率f x下降而降低时，因U x中的I1r1的比例增
大，会降低顶自测传递至转子测的能量，造成电动机
临界转矩下降。拟超导技术通俗讲就是通过设计一个
动态的“负阻电路”，保证在任何时间点都能抵消电阻
压降对电动机的影响，形成相当于电动机绕组的电阻
被有效抵消，形成“超导”状态，实现对机械特性的改
变。在未进行补偿时，临界转矩较小，而负载越大则转
差就越大。进行定子电阻压降补偿时，改变工作频率
过程临界转矩保持不变，且负载越重，转差也越大。进
行定子、转子双补偿时，工作频率改变过程可保证临
时转矩不变，而负载变化不会对转差造成影响。
4结语
异步电动机的变频器调速控制已经成为现代自pc104总线
动控制的重要组成，并且在电力拖动企业发展过程
中被广泛应用。针对异步电动机变频调速后机械特
性进行研究，分析异步电动机调速后转矩、带负载能
力及不同k u、k f条件下的异机械特性变化，并基于此
提出V/F控制、矢量控制及拟超导技术等有效调整
措施，可保证机械特性符合电动机运行需求，为今后
异步电动机变频调速控制研究打下基础。
参考文献
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程技术大学，2015.
（编辑：赵婧）图1k u=k f＜1条件下的异步电动机机械特性曲线
图2k f＞1时异步电动机的机械特性曲
线
k2
转矩，T M
2n
n
100
50
f1
f2
f3
f4
f5
f6
f1<f2<…f6
转矩，T M
（下转第68页）
李忠旺：异步电动机变频调速后机械特性的研究
2018年第3期49
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边德龙.无轨胶轮车辅助运输系统改造技术研究与实践[J].煤
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（编辑：王慧芳）
Study on the Model Selection of Trackless Rubber Wheel in Coal
Mine
Wang Long
（Ma Jiliang Mine of Datong Coal Group,Datong Shanxi 037027）
Abstract:This paper mainly introduces the transport characteristics of mine trackless rubber wheel vehicle.This paper studies the selection principle of mine trackless rubber wheel car and summarizes the problems that should be paid attention to in the selection of mine trackless rubber wheel car based on principals of staff 、equipment 、material 、jigging 、supporting in order to be helpful to the rational selection of mine underground trackless rubber wheel car.Key words:trackless rubber wheel vehicle;characteristics;option principle;attention
Study on Mechanical Properties of Variable Frequency Speed
Control of Asynchronous Motor
Li Zhongwang
（Xishan Coal Power Xiqu Coal Mine,Gujiao Shanxi 030200）
Abstract:This paper analyzes the influence of frequency conversion speed regulation on asynchronous motor,further explores the change of mechanical characteristics after frequency conversion speed regulation,and puts forward effective improvement measures.The analysis shows that the process of frequency conversion speed regulation will have an impact on the mechanical characteristics.The study of the mechanical characteristics of asynchronous motor after frequency conversion speed regulation is helpful to realize the effective control of the motor and to perfect the function of protection and maintenance.
Key words:asynchronous motor;frequency conversion speed regulation;mechanical characteristics
（上接第49页）
Analysis and Improvement of Filament Content in Stem of ZJ116
Coiling Unit
Chen Kai,Zhou Yimin
（Changde Tobacco Machinery Co.,Ltd.,Changde Hunan 415000）
Abstract:By studying the problem of too high silk content in the stem silk separation system of ZJ116coiling unit,the influence factors of too high silk content on the stem are analyzed.The transmission ratio of circulating fan and the pressure plate of star roller blade of ZJ116winding unit are improved.After the improvement,the silk content of stem is reduced from 30.23%to 7.3%.
Key words:ZJ116stem silk separation;stem thread percentage;circulation fan;star roller
（上接第14页）
第33卷
机械管理开发
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