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中压驱动器

作者:C.G. Masi2008.06.30阅读 2050

  所谓中压驱动器就是能够输出600V或更高电压的驱动器。目前已经出现了可以输出高达24,000V“中压”的电动机/驱动器机组。这些驱动器一般应用于大功率系统的交流变频调速中,其特点是通过脉冲宽度调制,使输出功率在指定的运转速度上满足机械负载的功率需求。
  不少使用者天真地认为,使用中压驱动器能够与降压减小高压输电线上的电能损耗一样来提高效率,这个想法显然是不正确的,因为高压输电线的长度(即从源头发电站到用户负载的距离)是一定的,但是,电动机线圈却不是固定长度。  

  一台给定电动机其输出负载阻抗取决于变频驱动器的输出电压电压如果太低会造成效率的低下因为过低的电压使更多的电能浪费在导…
  一台给定电动机,其输出负载阻抗取决于变频驱动器的输出电压。电压如果太低会造成效率的低下,
因为过低的电压使更多的电能浪费在导线和线圈的寄生电阻上。

  不过控制工程网版权所有,这两种情况下的输出功率都取决于外部的因素。对于电动机来说,电动机的转矩与电流和线圈绕数的乘积成正比的。在减少电流的同时,为了保持相同的转矩(即为保持相同的输出功率),电动机的设计者必须要按相应比例增加线圈的绕数。假设流过导线单位横截面积的电流是恒定的,容易看出电动机的效率与供电电压没有关系,反而,因为线圈绕数的增加,使得为了节省空间而减小导线直径的措施也没有产

生效果。
  现在的中压驱动器相对于低压驱动器而言www.cechina.cn,可以同时实现具有更高的效率和更小的物理尺寸,但是最初时,人们使用中压驱动器的动机却是为了控制负载阻抗。
  功率与供电电压、负载阻抗的关系可由一般公式表达:

  中压驱动器如图

  P为输出功率,V为供电电压,Z为负载阻抗复数。在电动机驱动器中,复数阻抗的实部所产生的能量直接成为发热损耗控制工程网版权所有,而虚部产生的能量则转化成机械能输出。总之控制工程网版权所有,两个部分联合作用,一起限制流过负载的电流,并向外输出功率。
  重新整理上述方程,把Z求解出来,得到了在给定了输出功率要求时阻抗Z随供电电压变化的关系表达式,为:

  中压驱动器如图

  把上述方程的曲线在双对数坐标图上描绘出来,所得图像为一组平行直线族,设定水平轴上的电压相对范围为1V到100,000V,垂直轴上的阻抗相对范围为0.01Ω到1,000 Ω。电压范围包含了在工业控制应用中所有重要的高低电压值。阻抗范围:最大与一台由30KV驱动器驱动的1,340马力电动机的负载阻抗值相当,最小可以接近机械连接时的接触电阻阻值。
  工程师们选择中压驱动器的原因主要就是更低的阻抗下限值。因为要把线圈中的寄生电阻减小到0.1Ω级别CONTROL ENGINEERING China版权所有,并始终保持在1Ω以下是非常困难,或者说更本不可能的,事实上也无法达到。而且,这里的损耗还没有计算电动机线圈中实际的铜损耗!
  正因为如此,现在的工程师们才会在使用超过10,000W机械功率的电动机时,会首选输出电压在600V以上的中压驱动器。

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