天创鸿业智能化云平台变频器在满载和部分负载时的效率( 三 ) 在许多应用中

下图显示了风冷和液冷S120基本整流模块在部分负载时的效率。计算基于满载时的典型效率99% 。效率表示为BLM提供给所连接的S120逆变模块的有功输出功率比POUT/POUT-100的函数。

文章图片
2.4.4逆变单元在非满载时的效率举例
以西门子S120逆变单元/电机模块为例，电机模块的总功率PL-MoMo损耗包括以下功率损耗分量：
?固定功率损耗
?电流相关的传导损耗
?电流相关的开关损耗
电机模块的效率ηMoMo计算公式如下：

文章图片
其中：
为了简化计算，我们做如下假设：
?直流母线电压VDC等于额定或参考直流母线电压VDC-rated 。
?脉冲频率fP等于出厂设定的脉冲频率fP-rated 。
?电机仅在低于额定转速的恒定磁通范围内运行。
由于在电机的恒定磁通范围内，电机模块的输出电压VOut与电机模块的输出频率fOut成正比，因此电机模块的有功输出功率比计算公式如下：

文章图片
其中fOut-rated是在电机模块上运行的电机的额定频率，在该频率下输出电压VOut达到电机的额定电压。在矢量控制模式下工作并利用脉冲边沿调制的驱动器上，这实际上等于线电压Vline 。
如果我们现在将电机模块在满载时的功率损耗PL-100-MoMo替换为有功输出电功率POut-100和效率η100-MoMo：

文章图片
那么我们可以推导出部分负载时电机模块的效率公式如下，他与输出电流比IOUT/IOUT-rated和输出频率比fOUT/fOUT-rated是函数关系:

文章图片
根据该公式，在部分负载时的效率仅取决于特定逆变模块常数kconst-MoMo（风冷0.2 ，水冷0.05）， kI-Con-MoMo（风冷0.55 ，水冷0.65）， kI-Switch-MoMo（风冷0.25 ，水冷0.3），以及满载效率η100-Momo ，输出电流比IOUT/IOUT-rated和输出频率比fOUT/fOUT-rated 。所以一旦确定了S120电机模块的满载效率，就可以使用上述公式在任何给定的部分负载点（即任何输出频率或输出电流）进行直接效率计算。
下图显示了用于恒转矩驱动的风冷S120电机模块的部分负载效率。计算基于满载时98.5%的典型效率。效率用两种不同的方式表示。在一个图表中，效率以输出电流为参数表示为输出频率的函数，在第二个图表中，效率以输出频率为参数表示为输出电流的函数。

文章图片
上图显示了恒转矩驱动的效率特性曲线，他是输出频率比fOut/fOUT-rated（与电机转速比n/nrated成正比）的函数。曲线族的参数是输出电流比IOut/IOUT-rated ，它与电机转矩比M/Mrated成正比。

文章图片
上图显示了恒转矩驱动效率与输出电流比IOUT/IOUT-rated（与电机转矩比M/MRated成正比）的函数关系的特性曲线。曲线族的参数为输出频率比fOUT/fOUT-rated ，他与电机速比n/nrated成正比。
2.4.5变频器在非满载时的效率举例
以西门子G150/G130变频器为例，变频器的总功率损失包含以下分量：
?固定功率损耗
?电流相关的传导损耗
?电流相关的开关损耗
?功率相关的传导损耗
?进线电抗器损耗，如果安装的话。
为了简化计算，我们做如下假设：
?公式仅适用于西门子G150/G130风冷变频器。
?变频器不配置进线电抗器。
?直流母线电压VDC等于额定或参考直流母线电压VDC-rated 。

天创鸿业智能化云平台 变频器在满载和部分负载时的效率( 三 )

天创鸿业智能化云平台变频器在满载和部分负载时的效率( 三 )