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速特性曲線、電壓極限特性曲線。本文為大家進行相關內容的介紹。

扭矩轉速特性曲線

01

**允許的運行范圍 **

• 允許的運行范圍由熱學，機械和電磁極限加以限制。
• 本文檔中的數據適用于環境溫度 40 °C 時的自冷卻式電機。
• 電機發熱的原因是由于電機內的損耗（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，轉矩必須從靜止轉矩 M0開始隨轉速的升高而減小。

<同步電機轉矩特性>

• 1區為不弱磁使用
• 2區為弱磁使用

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

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

<變頻器輸出電壓>

當變頻器輸出電壓有所不同時，必須相應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

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

在持續運行中，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)。

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

• 通過相應的接通持續時間加以標識 (25 %, 40 % 和 60 %)。 循環時間一般為 10 分鐘。超溫為 100 K。
• 不同的是，電機型號較小時，循環時間規定為一分鐘并在特性曲線上標注。
• 在整個轉速調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

轉速極限 n最大機械和n最大電氣

轉速范圍由如下因素定義：

• 機械極限轉速 n 最大機械 （轉子離心力，軸承壽命）
• 電感極限轉速 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。

• 不應超過允許的最大轉速（機械）n最大機械 。

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