1、机械设备的负载转矩特性

在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和降转矩特性负载。选择变频器时自然应以负载特性为基本依据。

1.1 降转矩特性负载

在各种风机、水泵、液压泵中，随着叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度的二次方成正比，转矩按转速的二次方变化，负载功率按速度的三次方成正比变化，这类负载为降转矩负载。

1.2 恒功率负载

这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，负载随着电动机转速的下降输出转矩反而增加，即在调速范围内，转速低力矩大、转速高力矩小，电动机的输出功率不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等，都属于恒功率负载。

负载的恒功率性质是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均最小。

恒功率负载的机械特性较复杂，系统设计时应注意不能使异步电动机超过其同步转速运行，否则易造成破坏性机械故障。通常变频器的容量一般取1.1～1.5倍异步电动机的容量。

1.3 恒转矩负载

在恒转矩负载中，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下负载转矩TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加。例如吊车、传送带、注塑机、搅拌机、提升机等摩擦类负载都属于恒转矩负载。这类负载采用变频器控制的目的是实现设备自动化、提高劳动生产率、提高产品质量。

变频器拖动恒转矩负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力，一般为150%额定电流。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。

系统设计时应注意适当增大异步电动机的容量或增大变频器的容量。变频器的容量一般取1.1～1.5倍异步电动机的容量。

2、根据负载特性选取适当控制方式的变频器

除变频器制造工艺外，变频器采用何种控制方式也是非常重要的。变频器的控制方式主要分为开环控制和闭环控制两种。其中开环控制方式，结构简单，性能可靠，但调速精度和动态反应性能较低；而闭环控制方式可以根据流量、温度、位置、速度、压力等参数的变化进行实时控制，动态反应快，但某些时候实现起来比较困难，且成本较高。用户应根据自身需求进行选择相应的控制方式，从而获得需要的调速特性。

3、根据安装环境选取变频器的防护结构

选择变频器时应考虑其安装环境，其中包括环境温度、湿度、粉尘含量、腐蚀性气体等因素，这与变频器能否长期、可靠运行关系重大。若无法满足其运行条件，需采用相应的防护措施。

变频器厂家大多会提供以下几种常见的防护结构供用户选择。

（1）开放型IP00，它从正面保护人体不能触摸到变频器内部的带电部分，适用于安装在电控柜内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频器集中使用较好，但它对安装环境要求较高。

（2）封闭型IP20、IP21，这种防护结构的变频器四周都有外罩，可在建筑物内的墙上壁挂式安装，可有少量的粉尘或少许温度、湿度的场合，它适用于大多数的室内安装环境。

（3）密封型IP40、IP42，它适用于工业现场环境条件较差的场合。

（4）密闭型IP54、IP55，它具有防尘、防水的防护结构，适用于工业现场环境条件差，有水淋、粉尘及一定腐蚀性气体的场合。

工程现场选用变频调速系统，应根据自己的实际工艺要求和运用场合选择，应权衡利弊，合理选用，综合考量。只有正确、灵活地用好变频器，交流变频调速系统才能安全、可靠地运行。

随着国家节能减排政策的深入推进、高效利用能源需求的不断提高，直驱永磁同步机逐步进入了电力传动市场，尤其是在一些煤矿、钢铁行业，对同步机的需求也与日俱增。同步机与异步机相比，在节能方面拥有绝对的优势，它省去了体积庞大、能耗高且维护困难的减速箱部件，深得传动行业的青睐；而在1140V电压等级下，其电流大幅减小，线路和铜排上的发热量（电损耗）也下降很多，不仅节省了大量的空间，同时为客户节约了成本，市场前景十分广阔。

AC200系列变频器是伟创电气最新研发的一款高性能矢量变频器，该产品采用了国际领先的磁场定向矢量控制技术，不仅能兼容异步、同步电机控制，而且还支持速度、转矩、位置3种控制方式。在不断提高产品可靠性和功能性的同时，还在易用性和专业性方面做了强化设计。AC200系列变频器将凭借其卓越的控制性能、可靠的保护功能、丰富的接口资源，以及超强的拓展能力，成为伟创电气深得客户认可和信赖的新一代产品之典范。

AC200技术特性简介：

1.同步、异步电机驱动一体化，同时具备有、无PG高性能矢量控制。

2.精准的转矩励磁解耦，出色的动态性能，转矩响应时间小于10ms。

3.低频出力效果大大提高，SVC下0.50Hz可输出180%高起动转矩。

4.电机参数学习能力升级，静态带载情况下可以准确辨识出电机的全系列参数。

5.全新的转速追踪功能，大功率电机也能实现零等待时间、零冲击电流的转速跟踪启动。

6.支持CANOPEN、MODBUS、PROFIBUS等多种通讯协议。

在施加150%额定负载下，AC200对电机进行频繁起停控制，电机启动过程平稳，过冲电流小。（黄色为U相电流、蓝色为V相电流）

重载启动后长时间运行，电流波形平稳，电机转速控制精度高，低载频设计使得整机散热效果好，加上120%额定速超速运行能力，其控制效果可以很好地满足矿用皮带机应用需求。

AC200系列变频器的发布，是伟创电气变频器产品线的又一里程碑之作。在不断追求满足客户需求的道路上，伟创持续完善产品，力争成为变频器行业研制本土化、市场国际化的先行者。

日前，NI宣布推出NI首款IP67级控制器IC-3173工业控制器。 全新的控制器非常适合在恶劣的环境中作为工业物联网边缘节点使用，包括喷涂制造环境、测试单元和户外环境，而且无需保护外壳。IP67防护等级可以确保机器在粉尘和潮湿环境下严格按照IEC 60529标准稳定运行。

工业控制器是高性能的无风扇装置，提供高性能处理和连接功能，适用于极端环境的自动化图像处理和控制应用。该系列控制器最高配置2.2GHz的Intel Core i7双核处理器、8GB DDR3 RAM、64GB存储容量、四个以太网供电(PoE)GigE端口、两个USB 3.0端口和两个DisplayPort，坚固耐用，无移动部件，IP防护等级达到IP67。工业控制器还包括一个用户可编程Xilinx Kintex-7 FPGA，通过提供定制的I/O时序、同步、控制和图像协处理功能来提高系统性能。

“NI工业控制器拥有一套强大的I/O资源，我们只需使用一个控制器就能满足各种自动化需求，包括测试、视觉、运动控制和数字I/O。”Federal-Mogul Powertrain制造工程师Jordan Larson表示，“对于运动和调理I/O，使用内置的EtherCAT主节点，大大减少了我们自行开发的自动化机器的布线和调试时间。 使用工业控制器后，与以前用于机器视觉的其他相机相比，每台相机的成本也大大降低了。借助NI的工业控制器，我们减少了机器内部的部件数量，并将所有的控制软件集成到一个平台上，这是我们以前无法做到的。”

NI正在不断研发可支持时间敏感型网络(TSN)的新产品，工业控制器就属于其中的一部分。TSN是IEEE 802.1以太网标准的演进版，提供了分布式时间同步、低延迟和时间关键及网络流量收敛。除了使用TSN进行控制器之间的通信外，工程师还可使用NI今年年初发布的基于TSN的CompactDAQ机箱来集成高度同步的传感器测量。

.在国外很多的国家工业机器人的使用比国内要普及的多，最早的机器人取代了不受人们欢迎的工作。机器人接管了危险的手动工作和繁琐的工作，如在制造和施工中操作重型机械或在实验室中处理危险化学品。很多的机器人在很大程度上可以做到独立运作，在未来机器人将会与人类合作。

工业机器人的保障措施是确保机器人和工作人员的安全，如何确保快速移动的机器人不会因为过多的力量撞击或是伤害到人，这是至关重要的。当人类远程控制机器人是，他们的机械手可以轻松地完成任务。现在我们可以通过人工手来跟踪和复制人的手指运动。一家国外工厂的工会代表说，由于工业机器人接管了生产线上的一些体力工作，工人们的健康问题已经得到了缓解。在以前，从事这项工作的工人经常患肩颈部问题和腕管综合征。

随着机器人在工业领域得到更广泛的部署，这给社会带来更多的好处。在学习使用新技术的同时，工人将会变得更有资格提高自己的收入水平。工业机器人可以有效地完成工作，加快整个的生产流程，减少员工的工作时间。想让工业机器人做得越来越完美，就需要更多的研究来让机器人做到更完美地融入工作中。

据国外媒体报道，电动汽车厂商特斯拉在三季度的财报中披露，其位于上海的超级工厂已经开始试产，公布的照片显示，工厂内的生产线上装配有大量美的旗下库卡公司的机器人。

特斯拉三季度的财报是在当地时间周四发布的，这一次的财报较以往有了较大的变化，不仅公布了三季度的营收等各项数据及电动汽车的产量、交付量状况，还特别介绍了上海超级工厂的状况。

特斯拉在财报中表示，上海超级工厂Model 3的试产已经开始，虽然未公布具体的试产日期，但其表示是先于计划的时间试产。

特斯拉在财报中公布了9张上海超级工厂的照片，包括冲压车间、车身加工车间、喷漆车间、总装车间、外观及工厂破土动工和准备生产的状况。

值得注意的是，特斯拉所公布的车身加工车间生产线上，装配有大量的库卡机器人公司的工业机器人，这些机器人正在对车身进行加工，机器人的颜色也是库卡标志性颜色。

库卡原是德国的一家工业机器人公司，目前是国内家电厂商美的集团控股的公司，美的在2016年的5月份向库卡发出收购要约，提议以每股115欧元收购库卡公司的股份，最终接受收购要约的股份，占到了库卡已发行股份的81％，收购交易在2017年的1月份正式完成，美的花费了37亿欧元（当时折合人民币约292亿元）。加上美的此前已经持有的库卡公司股份，收购交易完成后美的共持有库卡公司94．55％股份。

木材加工机器制造商采用伺服控制获得了更高的精度和产能。一块2x4英尺大小的木料是建筑工业的基本商品，这也是为什么木材加工业的领导者开始使用复杂的自动化来在这样价格敏感的产品上获得竞争优势。





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