Preprečite Segrevanje Motorja Od Začetka

2023 Avtor: Hannah Pearcy | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-08-25 03:39

Približno 90% vseh izgub, ki jih povzroči pretvornik, nastane v rotorju in lahko povzroči škodljivo ogrevanje motorja, "razlaga Torsten Blankenburg, glavni tehnološki direktor pri Sieb & Meyer AG. "Poleg tega tipična hitrost motorja za visoke hitrosti, značilne za tip, povzroča dodatne temperaturne težave."

Težava prepoznana, težava odpravljena

Postopki krmiljenja frekvenčnih pretvornikov SD2x podjetja Sieb & Meyer privedejo do majhnega deleža harmonskih frekvenc v motornem toku. Izgube so do 90% nižje od izgub konkurentskih izdelkov; ogrevanje motorja se ustrezno zmanjša. Nadaljnje prednosti nižjih temperatur motorja so daljša življenjska doba krogličnih ležajev in pozitivni učinki na kakovost obdelave.

Galerija slik

Izboljšati kakovost motornih tokov

Toda kakšna so natančno ozadja in kako se lahko izboljša kakovost motornih tokov? "Vedeti morate, da vsi tokovi, ki odstopajo od idealne sinusoidne oblike, ustvarjajo izgube v motorju," pravi Blankenburg. "To komponento motornega toka ustvari pretvornik in se predstavi kot tako imenovani valovni tok, ki prekriva sinusoidni motorni tok." Nastavljen valovodni tok je odvisen od stikalne frekvence, enosmerne napetosti pretvornika in - zelo pomembno - od tega Motorna induktivnost.

Majhni induktorji vodijo do velikih valovnih tokov, kar je še posebej neugodno za sinhronske motorje za visoke hitrosti, saj imajo zaradi svoje fizične narave zelo majhne induktivnosti. Tako segrevanje rotorja lahko ima izjemne učinke na stabilnost rotorja, trajne magnete in ležaje. Težave se pojavljajo predvsem pri visokih vrtljajih motorja.

frekvenčni pretvornik

Izogibajte se harmonikom - kje prosim sinusno obliko?

Kaj prinaša uporaba filtrov LC

Da bi se temu izognili, se LC-filtri pogosto uporabljajo v standardnih pretvornikih z dvostopenjsko impulzno širinsko modulacijo (PWM) in nizko preklopno frekvenco. Te rešitve, ki so posamično sestavljene iz pasivnih elektronskih komponent, omogočajo razpustitev samo stikalnih robov impulznega vzorca s pretvornikom (du / dt filter) ali celo doseganje približno sinusoidnih napetosti motorja in tokov. Če uporabljate LC filtre, morate pričakovati dodatne stroške, dodaten prostor in težo ter izgube učinkovitosti. Pomembno je tudi, da LC filtre vnaprej oblikujete za vsako aplikacijo - to zahteva čas in prilagodljivost.

Knjižni namig

V priročniku za vožnjo je pregled pogonov, ki se uporabljajo s fiksno ali spremenljivo hitrostjo, ki delujejo na varčen način in omrežje. Pojasnjuje, kako delujejo komponente in kako delujejo skupaj v pogonskem sistemu, vse do mreženja v podjetjih in globalnih omrežjih.

Povečujejo se ravni treh ravni in preklopne frekvence

Druga rešitev je povečanje preklopne frekvence za PWM. Če se podvoji, se tok valovanja običajno zmanjša za polovico. Tehnično in ekonomsko pa ima to svoje meje:

• Prvič, hitri stikalni napajalni tranzistorji v višjem napetostnem območju so dražji.
• Izjemno se povečujejo tudi stikalne izgube v izhodni fazi, kar zelo neugodno vpliva na izkoristek in s tem tudi na hladilni napor.
• Poleg tega se vsi motorji ne odzivajo pozitivno na povečanje preklopne frekvence. Zaradi konstrukcije se lahko zgodi, da povečanje preklopne frekvence zelo malo izboljša izgube motorja. To velja predvsem pri sinhronih motorjih, pri katerih ni segmentacije stalnih magnetov.

opredelitev

Kaj je zavorni upor?

Trostopenjska tehnologija zmanjša izgube za 75%

Druga možnost je uporaba trostopenjske tehnologije, na kateri temelji na primer frekvenčni pretvornik SD2M. Zaradi uporabljene tehnologije so polprevodniki moči v izhodnih fazah izpostavljeni le polovici napetosti, ki nastane pri dvostopenjski tehnologiji. Zato je mogoče delati z močnimi polprevodniki, ki so zasnovani za veliko nižje napetosti in zato (zaradi tehnologije) preklapljajo še hitreje. Rezultat: v izhodni fazi se pojavijo manjše stikalne izgube in pogostost preklopa se lahko znatno poveča.

Hkrati je motor obremenjen le s 50% napetostnih skokov v primerjavi z dvostopenjsko tehnologijo. Samo uporaba trostopenjske tehnologije lahko zmanjša izgube v rotorju za približno 75%. Če uporabljate tehnologijo na treh ravneh in za povečanje preklopne frekvence, se lahko izgube v rotorju zmanjšajo za do 90%. LC filtre lahko potem pogosto popolnoma izpustimo.

frekvenčni pretvornik

Pet najpogostejših napak pri načrtovanju pogonov

Nova generacija naprav na vnaprej

Zaenkrat tako dobro - a še boljše: Sieb & Meyer je nedavno predstavil novo razvojno platformo SD4x, na podlagi katere bo podjetje zdaj razvilo serijo naprav, usmerjenih v prihodnost. Naprave podpirajo nove vmesnike in ponujajo vrsto dodatnih funkcij. Uporabnikom bodo koristile večje hitrosti in bistveno izboljšane zmogljivosti. Zahvaljujoč integriranemu krmilniku položaja lahko naprave SD4x zdaj izvajajo tudi neodvisno, zelo natančno pozicioniranje; Regulatorji hitrosti in toka ostanejo konstantni v primerjavi s serijo SD2x.

Mehatronska tehnologija pogona

Optimalna zasnova učinkovitega pogonskega sistema

"Naš cilj s temi napravami je, da poganjamo motorje na visoke hitrosti dinamično in s še manjšo izgubo energije, " pravi Blankenburg. "Zato zdaj podpiramo tudi PWM stikalne frekvence 24 in 32 kHz." Za še bolj natančno modulacijo sinusoidnega signala je zdaj vključeno tudi komutacijsko krmiljenje kota za 32, 48 in 64 kHz. To ima za posledico skoraj optimalen sinus, skoraj ni harmoničnih tokov. Izgubo energije, ki jo povzroči PWM, je mogoče zmanjšati na delček.

"Optimizirane zmogljivosti, večje hitrosti in nizko ogrevanje motorja brez sinusnega filtra - to so glavne prednosti družine izdelkov SD4x," povzame Blankenburg. "Izboljšave bodo omogočile izboljšanje kakovosti proizvodnje v obstoječih aplikacijah in tudi odprle popolnoma nova področja uporabe."

Dodatne informacije o SD2M: Pretvorniki s tristopenjskim PWM

Frekvenčni pretvornik SD2M s tristopenjsko tehnologijo je v nekaj letih od uvedbe lahko napisal veliko zgodbo o uspehu: Sieb & Meyer je na primer osvojil številne nove kupce za serijsko poslovanje na področju hitrih turbotehnic - turbopuhala, turbokompresorjev in turbogeneratorjev. Frekvenčni pretvornik SD2M je še vedno prva izbira za aplikacije v obdelovalnih strojih ali testnih klopeh, kjer prepriča z največjo zmogljivostjo v majhnem odtisu, nizkimi stroški sistema in visoko učinkovitostjo. Inovativna tristopenjska tehnologija frekvenčnega pretvornika SD2M je zasnovana za izhodne moči do 432 kVA in vrtenje poljskih frekvenc do 2000 Hz.

Kot osnova za razvoj, specifičen za kupca, je Sieb & Meyer nedavno razširil SD2M v smislu zmogljivosti. Zdaj je mogoče uporabiti posamezne rešitve za stranke z motornimi tokovi do 650 A - po izbiri na osnovi zračnega ali tekočega hlajenja.