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    公司新聞
    S120 Chassis-2優化的降容特性
    發布時間: 2023-12-11 23:32 更新時間: 2024-12-26 09:10

     在驅動裝置選型時,需要考慮一定的降容系數來適應安裝環境或者現場應用等,通常我們需要考慮的總電流降容系數為多個降容分量的乘積:kD=kTemp*kPulse*kParallel*kIGBT*k<10Hz,其中:

    kD總電流降容系數

    kTemp由于環境溫度升高需要考慮的降容(現有S120 Chassis > 40°C,Chassis-2 > 45°C)

    kPulse由于脈沖調制頻率高于出廠默認值需要考慮的降容

    kParallel由于裝置并聯所帶來的降容(0.95)

    kIGBT為保護自由負載周期電流波動對IGBT壽命損傷所需要考慮的降容

    k<10Hz低頻輸出運行< 10 Hz 需要考慮的降容

     S120 Chassis-2在降容特性上有很大優化,下面詳細介紹:

    1、S120 Chassis-2的脈沖頻率


    變頻器設置較高的脈沖頻率所帶來的好處有:
  • 較高脈沖頻率可以獲得更高的輸出頻率

  • 對于驅動特定電機不需要降容,例如1FW力矩電機、SIMOTICS FD電機

  • 某些特定應用例如等時同步通訊可以不降容或者少降容,例如等時同步模式需要電流環掃描周期為125 μs或其整數倍

  • 在變頻驅動系統中,可降低電機的電磁噪聲,同時有助于減小IGBT開關噪聲

  • S120 Chassis-2的脈沖調制頻率出廠默認為2.5 kHz,相較于現在的S120 Chassis-1提高了一倍,這樣獲得提高脈沖頻率帶來的優勢,又極大減小降容帶來的影響。下表為脈沖頻率及可獲得輸出頻率的對照表。
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    2、自由負載周期的降容kIGBT

           在自由負載周期中,負載電流周期性的變化將導致IGBT芯片溫度升高及溫度波動,從而減少IGBT的使用壽命。為減少溫升和溫度變化對IGBT的影響,需要減小負載電流,進行一定的裝置降容。降容系數kIGBT是短時電流和基本負載電流的比值ΔI與負載循環周期T的函數,對于現有的SINAMICS G130,G150和S120,不同額定功率的裝置共有三種不同的降容特性曲線,具體信息可以參考推文“自由負載周期的降容kIGBT的計算”。S120 Chassis-2由于采用了統一的新型IGBT設計及新型的冷卻技術,將三種不同的降容特性曲線歸為一種,降容的值與S120 Chassis-1相比減小了一半,不僅工程設計上更簡化,而且可以給客戶提供更加經濟的解決方案。

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    3、低頻運行<10 Hz 的電流降容k<10Hz


            低頻運行(<10Hz)造成的IGBT芯片溫度波動會減小使用壽命,具體內容可參考“【干貨學院】淺談溫度對IGBT的影響”。

           通常對于運行周期中低頻工作占比小于2%的情況下,現有S120電機模塊電流Zui大需要降容至75%,對于Chassis-2,脈沖頻率2.5 kHz則電流Zui大需要降容至90%,如果采用1.25 kHz的脈沖頻率則不需要考慮降容。對于運行周期中低頻工作占比大于2%的情況下,現有S120電機模塊電流Zui大需要降容至50%,對于Chassis-2,脈沖頻率2.5 kHz則電流Zui大需要降容至70%,如果采用1.25 kHz的脈沖頻率Zui大需要降容至80%。

           可以說對比現有S120 Chassis-1,低頻運行下Chassis-2 的降容減小了一半。

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    <圖3-1 低頻運行

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    4、安裝海拔高度及環境溫度的降容 kTemp


    S120 Chassis-2的安裝海拔高度及環境溫度的降容表如下圖,Chassis-2 的運行溫度為-10°C~+45°C,環境溫度高于45°C及安裝海拔高度大于1000米需要考慮降容,同時Chassis-2 還給出了環境溫度60°C的降容數據。圖片

           得益于新型IGBT,采用散熱片及IGBT間傳導率更高的新型導熱膏,創新設計的散熱片,優化的冷卻系統及風扇,S120 Chassis-2的降容特性得到進一步優化,為工程應用提供了更加經濟可靠的解決方案。


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