电机高速高电压设计的好处？？？

张老五

回复 50# tjulix


    这个1.3次方，本身就是一个工程算法，近似的。
即使是频率不高的区域，比如100HZ或者200HZ以下，也有2-3%的误差，有时还会更高。
过了200HZ，误差就已经大得无法承受了。

forlink

大电流，不好控制。开关，不好整。
cxw770 发表于 2010-10-27 19:16

                               
登录/注册后可看大图

实际上，对于负载为电力电子电路的电机，电压并不是越高越好。因为对于电子开关管来说，高电压和大电流都是难题，需要串联均压和并联均流措施，因此这种情况，需要找一个电压和电流的平衡点，使得开关管都能接受。

cxw770

说的确实有道理。
电机容量大，500KW以上，基本都是高压电机。
我依然固执地认为，
高压是适合大容量的需求而生的。

张老五

回复 55# forlink


    事情并不是这么简单的。从低压到高压，不能简单地类比。
如果说是从380伏改变到690伏之类的，基本上可以用串并联的变化来实现，这样，只是外部的电压电流的变化，内部的相绕组中的电压和电流并未发生变化。或者，也可以用改变匝数和线规来实现。
但是，通常所说的高压，是指1000伏以上的电压，国内的电压等级，是6000伏和10000伏，国外有3000伏，3300伏，6600仗，12000伏等。以国内标准的6000伏为例，电压提高到了近16倍，这绝对不可能用16倍匝数和16分之一的线规来做的，即使考虑到了并联支路数的变化也是不行的。
那么，方案是怎么变化的呢？还以电压增加一倍来算，我把铁心加长一倍，线面积减小一半，假设槽形尺寸不变，空出来的面积用来加强绝缘。粗看好像还是没什么变化，电阻变成了4倍，电流变成了一半，铜耗还是没有变，可是，真的是这样么？
当然不是！
请大家不要忘了，绕组里还有这样一个部分，既不能产生电势，又不能用来出力，可却是必不可少的部分，那就是端部！按前面所说的，有效导体增加了一倍，可是端部的长度没有变化！因此导线的总长度并没有增加一倍，因此电阻也没有增加一倍！要知道，端部的尺寸其实是相当长的，基本上，可以跟槽中的直线部分相当！
其实说白了没什么。随着电机的增加，不仅中心高要增加，铁心长也有增大的趋势，换句话说，即使是低压电机，当容量增加的时候，本身就有电压“升高”的趋势，本身就需要减少匝数才能保证电压不变。这一点在y系列的设计方案中就可以看出来，零点几千瓦的有几百匝的，十来个千瓦的就只有七八十匝了，上百的，经常只有二三十匝。
可是容量再增加呢？铁心可以再放长，可匝数并不能继续无限制地减小。既然如此，不如直接做成高压的，反正铁心也是要长的。经常用进口电机的都知道，西门子也好，ABB也好，铸铁机座的高压电机，都是细长条，看上去明显地比低压电机显得细长。这样说来，高压电机是可以省铜的，也是可以降铜耗的，当然比例没有想象中那么大。从这个角度来说，当容量不大的时候，比如二三百千瓦时，高压并不能显出优势来，只有当容量增加到一定程度的时候，才会表现出明显的优点。
顺便再说两句，一高压电机直流电阻一般都很小，零点几欧，零点零几欧的很常见，哪位有大容量低压电机直阻数据的，可以提供一下，作为对比。二是高压电机的匝数通常并不高，一个线圈，少则十匝八匝，十来匝的比较多，多也不过二十来匝，并不会出现380伏低压电机20匝，6000伏高压电机出现300匝的现象。

zengxiaodong

我突然想到一个问题，假如一个电机大到每个槽放进一根导线（槽满率127％以上）且并联支路数也减到最少，电压仍然达到6000伏，则显然此电压是不能再减少了，这个应该算作是低压电机吧！

张老五

我突然想到一个问题，假如一个电机大到每个槽放进一根导线（槽满率127％以上）且并联支路数也减到最少，电压仍然达到6000伏，则显然此电压是不能再减少了，这个应该算作是低压电机吧！
-----------------------------------
原来6000伏也能算低压，开眼界了

燕赵之鹰

抱着本书就能捯饬清楚的事情，还这样摆来摆去，笑话

燕赵之鹰

从此贴看，老张两人被处罚有不合理之处

cxw770

高压是适合大容量的需求而生的。
很多人认为是为了外电路，所以电压提高。这样的想法是错误的。
一万八千千万的异步电动机，你用380V电压，做一个，看看。

cxw770

高压电机是可以省铜的。
张老五这位老师的意思，就是我想说的。
一些做惯了小电机的人，在这里混淆视听，实属可恶。

cxw770

回复 11# hitsammi 如果发电机的输出电压足够高，可以直接和输电网相连接，就可以省去升压变压器，降低总成本
-=====================
这样的观点，我认为，不对。

cxw770

其实电压加倍，反电势加倍，匝数加倍，电阻4倍，电抗4倍，电流减半，向量图完全一样！

只是匝数加倍了， ...
zengxiaodong 发表于 2010-10-21 00:29

                               
登录/注册后可看大图

    这样的说法，理论上成立。
但是容量大（5000KW以上），定子线圈的截面积是受限制的，并联支路数也是有限的。
电压必须升高，定子结构才能做出来。

cxw770

假设不考虑绝缘所导致的微弱体积影响的话
===========================
看到这句话，后面的话就可以不看了。
绝缘是小事吗？绝缘可比铜贵多了。
为什么做成高压，是容量逼迫之下，不得不做成高压。
一般来说，如果低压可以完成的电机，那么一般要比做出高压的，体积小成本低。
可以做出低压的高压电机，跟同类的低压比，高压的体积要大。
否则就是低压的做不出来，没法对比大小。

cxw770

假设不考虑绝缘所导致的微弱体积影响的话
-------------------------------------------------
典型的理论 ...
张老五 发表于 2010-10-23 14:06

                               
登录/注册后可看大图

    这个观点，是对的。
应该加一条，电机容量大到一定程度，低压电机在定子结构上，做不出来。

cxw770

如果发电机的输出电压足够高，可以直接和输电网相连接，就可以省去升压变压器，降低总成本。
出于这种考虑。Alstom制造过125KV，240KV的发电机。
主要矛盾是，没人买。

张老五

回复 73# cxw770


    老兄的论断，我觉得还有可商榷之处。
低压和高压，哪个体积小成本低，是有一定范围的，这个范围，跟容量有关，跟电压有关，跟极数也有关。
仅从电机自身而言，合理的成本和效率分割点，380V和6000V，在500-1000kW之间，6000V和10000V的分割点，在3000-5000KW之间。当然不同厂家的设计也有很大的不同，其合理分割点也会有较大的差别。
如果综合考虑系统的成本和效率，这个分割点还可以向前移动。3、400KW就可以考虑用6000V，1、2000KW也可以用10000V

pxw1124

高转速是提高单位材料利用率，高压是为了减小电流及网上损耗

zhaoranjun

65楼 老张说的很对 超过1000kw的电机一般就只有十几匝或几匝 对于1Mw以下的电机高压电机优势不明显

张老五

回复 75# cxw770


    高压发电机，目前还远称不上成熟。主要原因，恐怕是槽内的绝缘问题还没有解决，照目前的办法，用交联聚乙烯绝缘，厚度太大，下线也困难。

张老五

回复 73# cxw770


    绝缘的体积，哈哈。
低压电压槽绝缘厚度通常是0.25-0.45毫米，其中又以0.3、0.35和0.4最为常用。高压电机，我手头有一份某厂的绝缘规范，3千伏电机是4层0.13厚的少胶聚酯薄膜粉云母带加1层0.1厚的涤纶带，半迭包，厚度要差一倍多。6千伏是7层粉云母带加1层涤纶，10千伏是10层加1 层低阻带。