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防爆電機的空間矢量調制技術
發布時間:2010.08.23


    隨著危險區域的增加和人們安全意識的增強,各工業部門內防爆電機的使用量也不斷增長,市場對防爆電機調速也提出了更高的要求。大多數情況下, VFD(變速驅動設備)安裝在危險區域外,這通常是出于安全考慮,即危險區內通常只有電機和電纜,盡量少放置變速驅動設備。另一個原因是成本:適用于爆炸性環境的防爆電機套件價格昂貴,而且在當今充滿激烈競爭的制造業市場,設備隨時可能淘汰。

    雖然將逆變器及其輔助設備安裝在爆炸區以外可以滿足安全要求,但確無法克服使用變速驅動導致的電機溫度過高問題。這是由于VFD的輸出為非正弦,將不斷增加電機損耗。

    過去,多數的防爆電機在正弦供電時能夠正常運轉,使用VFD后便不能正常工作,原因在于逆變器的非正弦將使電機脫離正確的運行參數。現在,電機制造商通常在正弦和非正弦供電兩種情況下對電機進行評估,但這并不意味著發熱問題已經得到解決,無非是問題變得公開,用戶可以心中有數。
    更嚴重的是,VFD的使用對防爆電機的冷卻極為不利,這有悖于防爆電機的初衷——除非采取有效的輔助冷卻措施。這是因為當逆變器驅動電機減速時,流經電機的氣流量也會減少。自然風冷效果變差,導致由于諧波引起的電機發熱問題進一步惡化;這兩個因素致使電機在減速時,溫度迅速提升。具體方案之一是在電機繞組內使用熱敏電阻。當溫度過高,熱敏電阻的輸出將觸發繼電器動作,迅速切除電機電源。由于溫度將直接影響電機的壽命,因此,這一點對延長電機的使用期極為重要。溫升的減少,得益于CFW-09所采用的空間矢量調制(SVM)技術。SVM能產生優化的PWM波形,減少因諧波引起的電機損耗,從而降低了電機溫度,延長了使用壽命。
    SVM采用了“在線”死區補償功能,通過校正PWM脈沖,使電壓波形得到優化。該技術減少了低速下的轉矩脈動,同時使電機在空載或輕載下的運轉更加平滑,避免了電流及轉速波動。在WEG進行的總功效測試中,應用SVM技術帶來的好處也非常明顯。WEG電機與WEG VSD組合,總功效約為97%,再次位居第一。結果表明,即使在偏心負載下,仍能保持這樣高的效率。

 

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