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若何进步机电设想能效

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若何进步机电设想能效

宣布日期:2014-12-10 15:50 来历:http://phimthoinay.com 点击:

  跟着节能成为环球规模存眷的核心,机电设想的能效同样成为一个惹人存眷的题目。由于列国当局接踵出台各类律例来请求进步能效,为了应答能效挑衅,机电驱动电路变得愈来愈庞杂。本文会商机电驱动电路的产物和行业趋向,并供给有助于设想职员下降能耗、进步靠得住性、削减元件数目、完成环保的处理计划。 

  产业范畴的机电品种 

  近100年来,电器产物首要操纵感到机电,即便是变频驱动型电器,也是接纳感到机电。此刻某些新型电器起头接纳效力更高、尺寸更松散、分量更轻的机电。这些新型机电可分为两大类,即无刷直流机电和开关磁阻机电。 

  良多罕见的家用电器都接纳带变频驱动的无刷直流机电。这类高效的通用机电具备很高的转矩密度。跟着动力价钱飙升,业界从头燃起了对无刷直流机电的乐趣。但一向以来,本钱和驱动设想的全体庞杂性障碍了这类机电的普遍接纳。 

  开关磁阻机电则多用于吸尘器和手持电开工具这类不存眷机电噪声和转矩动摇的电器中。开关磁阻机电的特色是转矩大、转速高,但价位很是具备合作力。 

  无刷直流机电和开关磁阻机电都要操纵一个微节制器或DSP来停止波形调理,而后勤奋率开关(功率 MOSFET或 IGBT) 缩小这些调理后的波形。 

  驱动电路 

  设想变频驱动电路可有以良多差别的体例。在典范的三相机电中,Z风行的低频驱动计划是梯形波驱动电路,如图1所示。图2给出了梯形波驱动电路的现实测试波形。 

  若是须要更高的频次和机能,可接纳PWM方式来发生正弦波。若要再进一步进步效力,便可接纳空间矢量调制 (Space Vector Modulation) 法。 

  永磁三不异步机电有两个风行的范例,即正弦永磁同步机电和梯形波无刷直流机电。正弦永磁同步机电与梯形波无刷直流机电(电气机能)很是类似,它们的区分首要体此刻以下两个方面:(1)机机电关或说反电动势 (BEMF) 的波形差别,一个是感到电压正弦永磁同步机电,另外一个是梯形波无刷直流机电;(2)节制电压的波形差别,一个接纳三相正弦(一切三个相位同时有电流流过),一个接纳矩形六步换流。 

  在新型驱动装配中,正弦永磁同步机电愈来愈风行,起头在良多操纵中代替有刷和无刷直流机电、通用(交换异步)机电和别的机电 (如家用变频空调,产业缝纫机等)。其缘由是它更靠得住 (无刷)、效力更高、噪声更小,并且在电节制方面具备很是高的电压操纵率及低频转矩。图3和图4别离给出了一种基于磁场定向节制(FOC)的无地位传感矢量节制器的体系框图及实在验波形。 

  立异处理方式:智能功率模块 

  智能功率模块(SPM)是微节制器或DSP与机电之间的功率接口,能减小机电体积并简化设想。这类模块较之于分立式处理计划的上风在于寄生电感更小、靠得住性也更高,这是由于模块内的一切功率器件都接纳了同批次芯片,具备分歧的测试机能。这类智能功率模块可与微节制器低电压TTL或CMOS输出间接接口,并带有掩护电路。模块内置有监督结温的热敏电阻器、避免高低桥臂纵贯的逻辑掩护电路、死区时候节制,和用于Z大限制削减EMI等的驱动波形整形电路。在模块中,每一个驱动IC都可停止优化,使其以Z小的EMI和驱动消耗来完成功率器件的开关举措。三相驱动模块将持续在电器产物普遍操纵。图5给出了马达节制操纵SPM 的典范操纵电路。 

  颠末设想的智能功率模块,能完成Z大的设想矫捷性,可用于差别的输出电压和功率规模。 


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