【導讀】在工業(yè)化國家,電機消耗的電力超過(guò)50%。這些電動(dòng)機中至少有80%是交流感應電機(ACIM),平均能效僅44%。不斷上漲的電力成本正在緩慢推動(dòng)法規和準則要求提高住宅和工業(yè)應用中使用的電機能效。提高能效主要有兩個(gè)途徑:
1)使用智能電子控制更高效地驅動(dòng)感應電機
2) 從ACIM轉向永磁無(wú)刷直流(BLDC)電機
這兩個(gè)途徑都需要基于功率半導體的逆變器。在其核心,交流線(xiàn)路的三相電機逆變器包括以下電路塊:
● EMI濾波器
● 輸入橋整流– 整流器
● 功率因數校正(PFC) – IGBT,碳化硅(SiC)二極管,MOSFET
● 逆變輸出橋– 智能功率模塊(IPM),IGBT
● 電流檢測– 電流檢測放大器,
運算放大器(運放)
● 高壓離線(xiàn)電源– 功率因數控制器
術(shù)語(yǔ)“工業(yè)電機控制”涵蓋廣泛的終端應用、環(huán)境和最終的規格。該框圖代表由交流線(xiàn)路供電的中功率電機控制的最大部分,所連接的電機功率范圍為0至7.5馬力(hp)。在這些功率水平下,取決于安裝位置,交流輸入電壓通常為120至460 VAC。一些位置將具有單相電源,而其他位置將提供三相連接。為了滿(mǎn)足這些多樣化的應用條件,電機控制設計人員必須可以選擇同樣多樣化的功率半導體和相關(guān)支援。安森美半導體擁有廣泛的產(chǎn)品陣容,提供數百至數千種可行的方案,可根據目標規格用于各種不同模塊中。這包括我們的電機專(zhuān)用功率硅產(chǎn)品線(xiàn),這些產(chǎn)品因性能、可靠性、靈活性和高性?xún)r(jià)比的設計而聞名整個(gè)行業(yè)。
安森美半導體除了具有寬廣的產(chǎn)品陣容,還提供完整的系統方案,采用交流線(xiàn)路供電的三相電機逆變器。智能功率模塊(IPM)提供集成驅動(dòng)電路的三相逆變器,采用熱優(yōu)化的封裝,額定功率范圍為50W 至 10kW。 IPM是高度集成的半導體模塊,等效于上述功率半導體及許多無(wú)源分立器件。
無(wú)論如何,1個(gè)典型的IPM可取代45至100個(gè)分立器件。它們被設計為具有容錯能力、PCB易用、與散熱器兼容,且易于與控制器IC接口。此外,它們從熱接口到散熱器內置> = 2kV的隔離。這些高密度模塊是理想的低電磁干擾(EMI)方案,符合嚴格的安全法規。 IPM是10 hp以下工業(yè)電機控制的首選方案。功率集成模塊(PIM),功率從10 hp到> 100 hp。重要的是不要混淆三相電機的輸出與交流線(xiàn)路輸入電源的相數。它們是不相干的。大多數由變頻電機控制驅動(dòng)的工業(yè)電機都采用三相繞組。我們的IPM專(zhuān)為驅動(dòng)各種類(lèi)型的三相電機而設計:交流感應電機(ACIM)、無(wú)刷直流電機(BLDC)、無(wú)刷交流電機(BLAC)和永磁同步電機(PMSM)是最受歡迎的。除了用于三相電機(ACIM、BLDC、BLAC、PMSM等)的功率半導體方案之外,我們還提供完整的永磁直流(PMDC)電機和步進(jìn)電機方案。
電流和電壓檢測是所有工業(yè)電機控制的核心。為了確保以適當的間隔為每個(gè)電機繞組提供電流,高精度、零漂移運算放大器產(chǎn)品陣容提供高性?xún)r(jià)比且可靠的產(chǎn)品,以監測并向微控制器報告相位電流,從而確定下一個(gè)逆變器點(diǎn)火支路。
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