电动驱动器中的负载均衡

定义:负载均衡是平滑波动负荷的过程。波动负荷在峰值间隔期间从供应中汲取重电流,并且在系统中也会导致系统中的大电压降。在负载均衡中,能量存储在轻负载下,并且当发生峰值载荷时使用该能量。因此,来自供应的电力保持恒定。

负载波动主要发生在一些驱动器中。例如,在按压机中,持续时间需要大的扭矩。否则,扭矩为零。其他一些示例是轧机,往复泵,规划机,电锤等。

在电动驱动器中,负载波动在宽范围内发生。为了向电动驱动器供应峰值扭矩需求,电机应具有高额定值,并且电机也将从电源中汲取脉冲电流。脉冲电流的幅度导致线电压波动,这影响了连接到该线路的其他负载。

负载均衡方法

通过使用飞轮可以克服负载波动问题。飞轮安装在不可逆转的驱动器中的电机轴上。在变速和可逆驱动器中,飞轮不能安装在电机轴上,因为它会增加驱动器的瞬态时间。如果电动机从电动发电机组送入,则安装在电动发电机轴上的飞轮,因此等于源上的负载,但不会在电机上负载。

当负载是灯时,飞轮加速并储存了从电源汲取的过量能量。在峰值负载期间,飞轮减速并将储存的能量与供应能量一起减速并提供给载荷。因此,功率保持恒定,负载需求降低。

负载均衡所需的飞轮的惯性矩计算如下。考虑线性电动机速度扭矩曲线,如下图所示。

负载均衡方程式-1假设电动机的响应由于大惯性而缓慢,因此适用于瞬态操作。区分等式(1)并通过J(惯性矩)乘以两侧。

加载均衡方程式-2其中τm是电机的机械时间常数。电机速度所需的时间(ΩM0.- ω.m)当电动机扭矩保持在额定值ᴛ处恒定时R.。从等式(2)和(3)

负载均衡方程式-3考虑一个周期性负载扭矩,该循环由具有扭矩T的一个高负载周期组成的循环LH.和持续时间和一个带扭矩T的轻负载周期和持续时间T.L.

负载均衡 - 等分为4其中T.是T = 0的电动机扭矩,这也是重载时的瞬间LH.被申请;被应用。如果在重负载周期结束时的电动机扭矩是t最大限度,然后来自等式(6)

负载均衡方程式-5等式(5)的溶液对于光负荷周期,初始电动机扭矩等于T最大限度

负载均衡方程式-6其中T.'= t - tH

在稳定状态下操作时,循环结束时的电动机扭矩将与循环开始时相同。在t时'= T.L.,t = t。在等式(8)中替换

负载均衡方程式-7从等式(7)

负载均衡方程式-7从等式(4)和(10)

负载均衡 - 等分为9也从等式(9)

负载均衡方程式-10从等式(4)和(11)

负载均衡方程式-11需要的飞轮惯性矩可以从等式(11)和(12)计算

负载均衡方程式-12其中W是车轮的重量(kg),并且R是半径(m)。

笔记:惯性矩是旋转体的角度阻塞。它是质量的乘积和距离旋转轴的距离的平方。

1关于“电力负载均衡”的思考

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