用于增加电机中的输出马力和效率的系统和方法技术方案

提供一种用于增加感应电机１０６的马力的系统和方法。一种用于增加电机１０６的马力的技术是将电机１０６连接到变速驱动装置１０４，后者提供比标准线电压和频率大的输出电压和频率。变速驱动装置１０４连接到感应电机１０６，这允许电机１０６在恒定通量或恒定伏特／Ｈｚ模式下工作，并且提供更大的输出马力。另一种用于增加电机１０６的马力的技术是使用配置为低电压工作的双电压电机，然后向该电机１０６提供高电压工作的相应电压和频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增加电机中的输出马力和效率的系统和方法
本专利技术总的涉及增加电机的性能。本专利技术具体涉及通过施加比电机的额定电压和频率大的电机输入电压和频率、来增加感应电机的马力和效率。
技术介绍
在过去，感应电机不管是多相还是单相的，都被设计成以电机被操作的设施的配电系统可用的标准线(主)电压和频率操作。线电压和频率的使用通常将电机的输出限于一种速度和一种马力，因为电机的输出速度与电机的输入频率有关，而电机的输出功率与电机的输入电压有关。随后，开发了变速驱动装置(VSD)，它可以改变提供给电机的频率和/或电压。这种改变电机的输入频率和电压的能力产生了能够向电机的负载提供可变输出速度和功率的电机。此外，电机为了向负载提供相对恒定的输出扭矩，而不管电机的速度如何，电机不得不工作在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下。电机工作在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下要求驱动电机的VSD的输出频率的任何增加/降低都与VSD的输出电压的相应增加/降低相匹配，反之亦然。此外，当电机工作在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下时，电机所吸出的电流仍将相对恒定，特别是在使用具有恒定扭矩负载的电机的情况下，如空调设备中使用的容积式压缩机。尝试使用变速驱动装置在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下操作电机的一个问题是，多数变速驱动装置不能向电机提供比提供给可变驱动装置的输入AC线电压大的输出电压。变速驱动装置的输出电压的这个限制导致：当电机的速度增加时(作为变速驱动装置的输出频率增加到提供给变速驱动装置的线频率之上的结果)，由于变速驱动装置的输出电压无法匹配输出频率的增加，因此驱动变速驱动装置不能够向负载提供恒定扭矩。此外，对使用特定负载的电机的选择取决于多种因素，包括到电机的输入电压。常常选择其额定电压与标准线电压或变速驱动装置的额定输出电压(等于其输入电压，如果可应用的话)相等的电机。-->因此，需要一种通过使用更高的输入电压和频率来操作电机以获得大输出马力、而不必使用具有更高额定电压的电机的系统和技术。
技术实现思路
通过使电机在比电机的额定电压和频率大的电压和频率上工作，可以增加感应电机的马力。一种使电机在比额定电压和频率大的电压和频率上工作的技术是，将电机连接到提供比标准线电压和频率大的输出电压和频率的变速驱动装置。变速驱动装置连接到感应电机，这允许电机在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下工作，并且向相应电机负载提供更大的输出马力。对于恒定扭矩负载，如螺旋式压缩机，电机工作在更高电压和频率上会引起电机电流随着频率增加而保持相对恒定。在电机的额定频率之上的频率，相对恒定的电流产生相对恒定的电机损耗，因此在电机损耗保持不变的同时增加了马力，从而与工作在其额定频率上的电机相比，提供了增加的电机效率。另一种使电机在比额定电压和频率大的电压和频率上工作的技术是，是使用配置为低电压工作的双电压电机(例如，额定为低电压工作230V和高电压工作460V的电机)，然后向该电机提供高电压工作的电压和频率。可以由经过或未经升压的变速驱动装置提供较高电压和较高频率。在标准主电压大于电机的较低额定电压的情况下，可以使用未经升压、但经过频率升高的变速驱动装置。如上所述，当工作在恒定通量或恒定伏特/Hz模式下时，使用较高电压和频率增加了可用的马力，并且导致电机效率增加。本专利技术的一个实施例关注于一种增加感应电机的输出马力的方法。该方法包括步骤：提供具有预定额定工作电压和频率的感应电机；以及提供能够输出比电机的所述预定额定工作电压和频率大的电压和频率的变速驱动装置。电机的所述预定额定工作电压和频率提供预定输出马力。该方法还包括步骤：将该变速驱动装置连接到感应电机，以向感应电机提供电力；以及操作该变速驱动装置，来向感应电机提供比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率。其中以比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率供电该感应电机引起该电机产生比预定输出马力大的输出马力。本专利技术的另一个实施例关注于一种增加电机的输出马力的系统。该系统包括：具有预定额定工作电压和频率的电机；和连接到该电机以驱动该电机-->的变速驱动装置。该电机被配置成响应于输入到电机的所述预定额定工作电压和频率，产生预定输出马力。该变速驱动装置被配置成向该电机提供可变输出电压和可变输出频率。所述可变输出电压和可变输出频率范围在小于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率与大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率之间。其中，该电机以大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率工作，导致该电机产生比所述预定输出马力大的输出马力。本专利技术的再一个实施例关注于一种制冷系统，该制冷系统具有以闭合制冷剂电路连接的压缩机、冷凝器和蒸发器。该制冷系统还包括连接到压缩机以驱动该压缩机的电机。该电机具有预定额定工作电压和频率，并且该电机被配置成响应于提供给该电机的所述预定额定工作电压和频率，产生预定输出马力。该制冷系统还包括连接到该电机以驱动该电机的变速驱动装置。该变速驱动装置被配置成向该电机提供可变输出电压和可变输出频率。所述可变输出电压和可变输出频率范围在小于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率与大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率之间。其中，该电机以大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率工作，导致该电机产生比所述预定输出马力大的输出马力。本专利技术的一个优点在于，可以从感应电机获得更大的输出马力。本专利技术的另一个优点在于，当工作在更高工作频率时，感应电机的工作效率可以增加。本专利技术的再一个优点在于，感应电机可以工作在更宽范围的电压和频率上。本专利技术的再一个优点在于，用于驱动特定负载的感应电机可以具有缩小的尺寸、减少的重量和/或降低的成本。通过下面结合附图对本专利技术优选实施例的详细描述，本专利技术的其他特征和优点将变得清楚，其中附图通过示例的方式图解本专利技术的原理。附图说明图1示意性示出本专利技术的总的系统配置。图2示意性示出本专利技术中使用的变速驱动装置的一个实施例。图3示意性示出可以应用本专利技术的制冷系统。-->只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。具体实施方式图1总的示出本专利技术的系统配置。AC电源102为变速驱动装置(VSD)104提供AC电力，后者进而为电机106提供AC电力。AC电源102从所在地的AC电力网或配电系统向VSD 104提供单相或多相(例如，三相)固定电压以及固定频率的AC电力。AC电力网可以直接从电力设施提供，或者可以从电力设施与AC电力网之间的一个或多个变电站提供。AC电源102最好可以根据相应的AC电力网，向VSD 104提供电压为200V、230V、380V、460V或600V、线频率为50Hz或60Hz的三相AC或线电压。应当理解，AC电源102可以根据AC电力网的配置，向VSD 104提供任何适合的固定线电压或固定线频率。此外，特定地点可以具有满足不同线电压和线频率要求的多个AC电力网。例如，一个地点可能具有处理某些应用的230V AC电力网和处理其他应用的460V AC电力网。VSD 104从AC电源102接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC电力，并且将AC电力以期望的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加感应电机的输出马力的方法，该方法包括步骤：提供具有预定额定工作电压和频率的感应电机，其中电机的所述预定额定工作电压和频率提供预定输出马力；提供能够输出比电机的所述预定额定工作电压和频率大的电压和频率的变速驱动装置；　 　将该变速驱动装置连接到感应电机，以向感应电机提供电力；以及操作该变速驱动装置，来向感应电机提供比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率，其中以比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率供电该感应电 机引起该电机产生比预定输出马力大的输出马力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-2-27 10/789,6321.一种增加感应电机的输出马力的方法，该方法包括步骤：提供具有预定额定工作电压和频率的感应电机，其中电机的所述预定额定工作电压和频率提供预定输出马力；提供能够输出比电机的所述预定额定工作电压和频率大的电压和频率的变速驱动装置；将该变速驱动装置连接到感应电机，以向感应电机提供电力；以及操作该变速驱动装置，来向感应电机提供比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率，其中以比感应电机的所述预定额定工作电压和频率大的输出电压和频率供电该感应电机引起该电机产生比预定输出马力大的输出马力。2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：在恒定通量工作模式下操作该感应电机。3.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：将该变速驱动装置的输出电压升高到该变速驱动装置输入电压的至少两倍。4.如权利要求3所述的方法，其中，感应电机的所述预定额定工作电压基本上与该变速驱动装置的输入电压相等。5.如权利要求1所述的方法，其中所述提供感应电机的步骤包括：提供具有高电压连接和低电压连接的双电压电机。6.如权利要求5所述的方法，其中所述将变速驱动装置连接到感应电机的步骤包括：将变速驱动装置连接到双电压电机的低电压连接。7.如权利要求1所述的方法，其中，感应电机的所述预定额定电压小于到变速驱动装置的输入电压。8.一种增加电机的输出马力的系统，该系统包括：具有预定额定工作电压和频率的电机，并且该电机被配置成响应于输入到电机的所述预定额定工作电压和频率，产生预定输出马力；连接到该电机以驱动该电机的变速驱动装置，该变速驱动装置被配置成向该电机提供可变输出电压和可变输出频率，所述可变输出电压和可变输出频率范围在小于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率与大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率之间；并且其中，该电机以大于所述预定额定工作电压和频率的一输出电压和输出频率工作，导致该电机产生比所述预定输出马力大的输出马力。9.如权利要求8所述的系统，其中，该变速驱动装置被配置成向电机提供比到该可变驱动装置的输入电压大的输出电压。10.如权利要求9所述的系统，其中，该变速驱动装置被配置成向电机提供至少是该变速驱动装置输入电压的两倍的输出电压。11.如权利要求10所述的系统，其中，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克E威尔斯，哈罗德R施内茨卡，
申请(专利权)人：约克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]