再來看看寫得無異於教科書的西門子馬達驅動器的型錄,簡直媲美百科全書了。
今天要討論的是驅動器的額定電流。在某些特定的操作條件下規格值降低的話題。
它說產品設計上操作環境從較低的溫度一直到攝氏40°C為止,驅動器的功率晶體可以連續運轉於規格書上載明的PWM切換頻率並輸出額定電流,額定功率。該操作下驅動器散熱片達上限溫度。而產品於韌體程式上也設定當散熱片超過該上限溫度時跳停保護驅動器。因此當環境溫度超過前述40°C時,就不得不降低驅動器功率損耗輸出。
原理上當驅動器輸出電流固定,但使用更高的PWM切換頻率,則功率損耗會增加。因此,驅動器輸出的額定電流就不得不降低,以迴避因使用更高切換頻率而導致的損耗增加引發的驅動器過溫。因此西門子導入了PWM切換頻率因子k_f,藉此來調整(調降)驅動器的輸出額定電流規格。
又,操作環境溫度超過40°C未滿55°C的時候,驅動器的功率晶體一樣會有使用限制,而具有較低的額定輸出功率的現象。此時又有一個操作環境溫度因子k_T的導入。
最後,產品使用於不同的標高,對於驅動器的散熱也有影響,設置驅動器的海平面以上的標高越高,空氣密度越低,散熱特性就越低。因此對此導入標高因子k_I。
整理本文的三個因子如下:
k_f: PWM切換頻率因子
k_T: 環境溫度因子
k_I: 標高因子
將全部因子相乘得到總因子k,找出所需的西門子驅動器型號的額定輸出電流乘以總因子k就得到新的(也許變小)的輸出額定電流了。
附圖是隨便找出一個驅動器的降功率運轉的特性曲線,由上而下分別為:
PWM切換頻率因子曲線
環境溫度因子曲線
標高因子曲線
從這張特定的例子看起來,切換頻率在4K Hz為散熱問題最輕鬆,超過則因子遞降;
環境溫度超過40未滿55度時散熱問題浮現,不得不降低輸出能力;
設置於標高1000公尺以上也是開始要注意驅動器輸出能力限制越來越降低。
掰惹胃(有人寫做BTW)大家注意一下PWM切換頻率並不是連續的數值自由選用喔! 基本上大概就從下列幾個挑吧: 4K Hz, 6K Hz, 8K Hz, 10K Hz, 12K Hz, 14K Hz, 16K Hz, 我不是西門子的專家, 如果有錯誤的選項數字, 再請大家指正與討論囉.