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蘇州冠科工業設備有限公司

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TI引領電機控制芯片技術

作者: 來源: 日期:2015/11/26 11:19:19 人氣:1608

隨著空調技術的不斷發展更新,電控技術已經全面走向變頻時代,尤其是超低頻赫茲時代。頻率越低,意味著空調控制越精準,體感更舒適,也更能節約能源消耗。

  過去十二年來,TI在交流變頻到直流變頻再到低頻變頻控制的所有關鍵技術革新節點上,與中國空調企業緊密合作,攻克了一個個難關,得到了行業的廣泛認可和尊重。

  鑒于變頻技術的主流地位和相應電機控制技術的重要性,剛剛在珠海落下帷幕的2年一屆的行業技術盛會 2012國際制冷技術交流會首次設立電控技術專題研討會,并邀請TI公司(唯一的半導體芯片供應商)作為大會的支持單位和學術演講單位,與制冷和空調行業的專家、學者、研發人員,共同探討高效電機控制技術的最前沿課題和成果。

  作為全球最大的半導體公司之一,德州儀器(TI)創新的模擬、嵌入式處理和無線技術已經滲透到人們日常生活的方方面面。基于打造更智能、更安全、更環保、更健康以及更精彩的世界的理念,TI公司在2000年就開始進入中國節能空調電機控制領域,可以說一路伴隨和見證了中國變頻控制領域技術革新的突飛猛進。我們愿意同中國空調和制冷業者一道,繼續為節能減排做出貢獻,為營造更好的生態環境做出貢獻!TI南中國區總經理張海昆在電控專題研討會開場致辭中表示。

  過去十二年來,TI在交流變頻到直流變頻再到低頻變頻控制的所有關鍵技術革新節點上,與中國空調企業緊密合作,攻克了一個個難關,得到了行業的廣泛認可和尊重。而作為這一歷程的重要參與人之一 TI半導體事業部MCU應用部門經理譚徽博士也得到本屆電控專題研討會會議主席的隆重介紹。

  譚博士擁有超過十年電機控制研發和技術支持經驗,并且與國內外眾多的電機控制學術和應用研究機構保持緊密聯系,所以他在技術演講中探討的主流和新興高效電機控制技術及TI參與的一些尚處于研究階段的尖端課題案例引發了與會者的強烈關注。

  高效電機真正高效的關鍵要素

  中國在電機控制領域具有非常重要的位置,全球每年80億只電機的產量中有70億就是中國制造的。對于高效電機這一塊,永磁同步電機目前是主流。但由于永磁電機與價格波動很大的稀土材料密切相關,因此對行業帶來了一些影響和波動,令我們更加謹慎來看這種高效電機未來的發展,這是今天我也會提到另一新興的高效電機極其控制技術的原因之一。譚博士在會上指出。

  譚博士首先以應用最廣泛的感應電機為基礎,分析了影響高效電機特性的重要因素。感應電機在功率很大的情況下,比如幾十千瓦以上的電機,可達到接近95%的效率,但小功率電機則效率點非常低,如單相的風扇甚至大概只有30-40%.電機效率除了與功率相關(跟它的勵磁電流所占的比例有關系),還與電機所運行的環境有關系,如果一個電機設計本身是優化的,但總是讓它運行在一個非常不利的情況,如滿負載的20%以下,則效率會非常低。另外,電機本身的功率因數是又一個影響效率非常關鍵的指標。

  感應電機根據不同的電機功率等級會有不同的表現,但是基本上都處于40-80%左右負載區間的話,系統對于電機本身的利用率是可以接受。所以在考慮控制系統的時候,系統到底應該在一個什么樣的區間運行,包括功率因數部分,這對效率的影響至關重要。

  譚博士總結了感應電機之所以應用廣泛的一些優勢之處:1.成本比較低,電網直接接上去就可以運行起來;2.沒是有控制器也可以(當然代價主要是在能效上面);3.再者它的轉矩系數低,單相電流情況下可以產生非常穩定的磁場空間。另外,它沒有永磁體,沒有失磁性,不怕振動也不怕生銹,所以比較牢靠。在控制上它非常容易進入到高速的弱磁控制區,在很大功率范圍里面有多種電機可用。

  但也存在缺點:在輕載情況下面效率非常差,同樣工藝下尺寸比永磁電機大不少。從控制上來講,現在實現電機高效的同時都希望用矢量變換、矢量控制,因為轉子側電流大,溫度變化非常大,從而導致轉子側電阻的變化非常大,對感應電機矢量控制這一類基于參數的控制策略造成困難,是一個很大的技術挑戰。