概述

在選用西門子伺服電機時，為了能夠滿足實際工況的需要，需要考慮所選電機的扭矩轉(zhuǎn)速特性曲線、電壓極限特性曲線。本文為大家進行相關(guān)內(nèi)容的介紹。

扭矩轉(zhuǎn)速特性曲線

01

**允許的運行范圍 **

• 允許的運行范圍由熱學(xué)，機械和電磁極限加以限制。
• 本文檔中的數(shù)據(jù)適用于環(huán)境溫度 40 °C 時的自冷卻式電機。
• 電機發(fā)熱的原因是由于電機內(nèi)的損耗（電流損耗，鐵損耗，摩擦損耗）。
• 電機的利用率取決于冷卻方式（自冷卻、外部冷卻、水冷）。
• 為滿足溫度的要求，轉(zhuǎn)矩必須從靜止轉(zhuǎn)矩 M0開始隨轉(zhuǎn)速的升高而減小。

<同步電機轉(zhuǎn)矩特性>

• 1區(qū)為不弱磁使用
• 2區(qū)為弱磁使用

SINAMICS S110 / S120 驅(qū)動系統(tǒng)出廠時弱磁功能是激活的。它注入削弱磁場的電流，實現(xiàn)了在電壓極限特性曲線右側(cè)區(qū)域的運行。磁場減弱時，電壓極限特性曲線的走向由繞組規(guī)格（電樞電路）和變頻器輸出電壓的大小來確定。

隨著轉(zhuǎn)速提高，電機繞組中的感應(yīng)電壓也隨之升高。對于電流注入，可使用變頻器直流母線電壓與電機感應(yīng)電壓之間的差值。這會限制可注入的電流強度，因此高轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)矩會快速減小。

<變頻器輸出電壓>

當(dāng)變頻器輸出電壓有所不同時，必須相應(yīng)地平移電壓極限特性曲線。

<無磁場減弱的電壓極限特性曲線的偏移舉例>

02

連續(xù)運行特性曲線S1，周期性斷續(xù)運行特性曲線 S3 25%/40%/60%和M最大

在持續(xù)運行中，允許的溫度范圍限制由 S1(100 K) 特性曲線表明。它相當(dāng)于熱等級 155 (F) 的利用率。

• 如果需要較低的熱等級，例如：出于安全考慮，外殼溫度必須低于 90°C 時或者電機發(fā)熱不利于機床時可以選擇 S1(60 K)特性曲線此時，電機保持熱等級 130 (B)。

在周期性斷續(xù)運行中，電機由于受接通持續(xù)時間的影響，可以承受更大的負載，此時，S3 特性曲線生效。

• 通過相應(yīng)的接通持續(xù)時間加以標(biāo)識 (25 %, 40 % 和 60 %)。 循環(huán)時間一般為 10 分鐘。超溫為 100 K。
• 不同的是，電機型號較小時，循環(huán)時間規(guī)定為一分鐘并在特性曲線上標(biāo)注。
• 在整個轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍中給出一個短時間高超負荷能力，最大為特性曲線M 最大 。

03

轉(zhuǎn)速極限 n最大機械和n最大電氣

轉(zhuǎn)速范圍由如下因素定義：

• 機械極限轉(zhuǎn)速 n 最大機械 （轉(zhuǎn)子離心力，軸承壽命）
• 電感極限轉(zhuǎn)速 n 最大電氣 （變頻器的耐壓強度或最大頻率）來限制。

因此，允許的最大轉(zhuǎn)速 n最大是 n最大機械和 n最大電氣 兩者之間的較小值。

• 不應(yīng)超過允許的最大轉(zhuǎn)速（機械）n最大機械 。

一個測量轉(zhuǎn)速為 6000 轉(zhuǎn)/分鐘的電機的電壓極限特性曲線遠遠位于相同電機類型的具有 2000 轉(zhuǎn)/分鐘的電機的電壓特性曲線上方。但是，原則上，該電機在相同轉(zhuǎn)矩下需要一個更高的電流。由此，選擇額定轉(zhuǎn)速時，必須使得該額定轉(zhuǎn)速不會超過要求所需的最大轉(zhuǎn)速過遠。電機模塊的尺寸（輸出電流）在該方式下最小化。