空间矢量调制技术使防爆电机保持“凉爽”

    2003年，著名的ATEX防爆指令在欧洲得到广泛推行（2003年6月30日，著名的欧州ATEX防爆指令94/9/EC已进入强制执行阶段。该指令规定了爆炸性环境下使用的电气及非电气设备必须履行ATEX防爆检验程序，并通过CE认证后才能投放欧洲市场。），其重要原因之一是制造业各部门危险区域的不断增加。最近一项评估结果显示，约50％的工业部门存在至少一块某种类型的危险区域。
随着危险区域的增加和人们安全意识的增强，各工业部门内防爆电机的使用量也不断增长，市场对防爆电机调速也提出了更高的要求。大多数情况下， VFD（变速驱动设备）安装在危险区域外，这通常是出于安全考虑，即危险区内通常只有电机和电缆，尽量少放置变速驱动设备。另一个原因是成本：适用于爆炸性环境的VFD/电机套件价格昂贵，而且在当今充满激烈竞争的制造业市场，设备随时可能淘汰。
虽然将逆变器及其辅助设备安装在爆炸区以外可以满足安全要求，但确无法克服使用变速驱动导致的电机温度过高问题。这是由于VFD的输出为非正弦，将不断增加电机损耗。
过去，多数的防爆电机在正弦供电时能够正常运转，使用VFD后便不能正常工作，原因在于逆变器的非正弦将使电机脱离正确的运行参数。现在，电机制造商通常在正弦和非正弦供电两种情况下对电机进行评估，但这并不意味着发热问题已经得到解决，无非是问题变得公开，用户可以心中有数。
    更严重的是，VFD的使用对电机的冷却极为不利，这有悖于防爆电机的初衷——除非采取有效的辅助冷却措施。这是因为当逆变器驱动电机减速时，流经电机的气流量也会减少。自然风冷效果变差，导致由于谐波引起的电机发热问题进一步恶化；这两个因素致使电机在减速时，温度迅速提升。
    因此，厂商有必要选择适当的标准，对电机的温度情况进行计算或测试。具体方案之一是在电机绕组内使用热敏电阻。当温度过高，热敏电阻的输出将触发继电器动作，迅速切除电机电源。
    近期巴西WEG公司作过一次全面测试，其结果证实了这一观点。他们将自己生产的电机与WEG最新的CF W-09 VFD及其他厂商的驱动器分别组合，第一项测试是电机温升（△t）。结果显示，与其他VFD相比，使用WEG驱动器时电机的△t要小11％。由于温度将直接影响电机的寿命，因此，这一点对延长电机的使用期极为重要。温升的减少，得益于CFW-09所采用的空间矢量调制（SVM）技术。
    SVM能产生优化的PWM波形，减少因谐波引起的电机损耗，从而降低了电机温度，延长了使用寿命。
    SVM采用了“在线”死区补偿功能，通过校正PWM脉冲，使电压波形得到优化。该技术减少了低速下的转矩脉动，同时使电机在空载或轻载下的运转更加平滑，避免了电流及转速波动。在WEG进行的总功效测试中，应用SVM技术带来的好处也非常明显。WEG电机与WEG VSD组合，总功效约为97％，再次位居第一。结果表明，即使在偏心负载下，仍能保持这样高的效率。