高性能和高效馬達控製器設計
發布時間:2010-01-18 來源:電子元件技術網

馬ma達da是shi將jiang電dian能neng轉zhuan換huan為wei機ji械xie能neng從cong而er實shi現xian自zi動dong化hua的de重zhong要yao產chan品pin,並bing且qie他ta廣guang泛fan的de應ying用yong於yu工gong業ye控kong製zhi,醫yi療liao電dian子zi,白bai色se家jia電dian,汽qi車che電dian子zi等deng領ling域yu。據ju英ying國guo市shi場chang研yan究jiu機ji構gouIMS Research最新發表的報告指出:即(ji)使(shi)在(zai)全(quan)球(qiu)金(jin)融(rong)風(feng)暴(bao)的(de)陰(yin)霾(mai)中(zhong),中(zhong)國(guo)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)市(shi)場(chang)依(yi)然(ran)將(jiang)保(bao)持(chi)較(jiao)快(kuai)增(zeng)長(chang)。而(er)中(zhong)國(guo)長(chang)期(qi)粗(cu)放(fang)型(xing)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)造(zao)成(cheng)馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)的(de)簡(jian)陋(lou)和(he)低(di)效(xiao),優(you)化(hua)馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)成(cheng)為(wei)業(ye)內(nei)實(shi)現(xian)環(huan)保(bao)節(jie)能(neng),提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)力(li)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)之(zhi)一(yi)。
功率因數校正 (PFC)在馬達控製中的應用
功率因數校正 (PFC) zhisuoyinengdailaigenggaodedianwangxiaolv,shiyinweitazhichixitongtiaojieqixiqudedianli。zhejiushidexitongzhixiqutamenxuyaodedianli,congerjianshaoyiwaifengzhidefasheng。yinci,dianligongsiwuxushengchangengduodedianlilaibuchangtufafengzhi。zhengyinruci,PFC 將成為許多市場的一個關鍵要求——例如,IEC 60730 就要求所有在歐洲銷售的白色家電均要具有 PFC 功能。
馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)器(qi)也(ye)感(gan)到(dao)了(le)對(dui)於(yu)更(geng)高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)迫(po)切(qie)需(xu)求(qiu)。諸(zhu)如(ru)磁(ci)場(chang)導(dao)向(xiang)控(kong)製(zhi)等(deng)技(ji)術(shu)能(neng)夠(gou)更(geng)加(jia)精(jing)確(que)地(di)控(kong)製(zhi)馬(ma)達(da),從(cong)而(er)使(shi)馬(ma)達(da)能(neng)在(zai)各(ge)種(zhong)速(su)度(du)下(xia)運(yun)轉(zhuan)並(bing)保(bao)持(chi)峰(feng)值(zhi)效(xiao)率(lv)。通(tong)過(guo)將(jiang)先(xian)進(jin)的(de)馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)同(tong)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)相(xiang)結(jie)合(he),馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)更(geng)高(gao)能(neng)效(xiao)需(xu)求(qiu)。
將浪湧電流限製和PFC結合應用於白色家電馬達。當歐洲強製要求80Wjiyishangdedianqifuzaiyigaogonglvyinshudefangshixiaohaodianluzhongdedianliushi,zheyiweizherenleizaiziyuanhehuanjingbaohufangmianyouxiangqianmaichuleyibu。dangran,xuduoxiaofeileidianzichanpinyeyoucishoudaoleyingxiang,qizhongbaokuobaisejiadian。youyupeizhilenibianqiyongyudiandongmadadequdong,suoyizhurukongtiao、冰箱、洗xi衣yi機ji和he幹gan燥zao機ji之zhi類lei的de許xu多duo家jia電dian的de負fu載zai非fei常chang複fu雜za。一yi般ban而er言yan,複fu雜za負fu載zai的de功gong率lv因yin數shu都dou比bi較jiao低di。通tong過guo強qiang製zhi校xiao正zheng上shang述shu家jia用yong電dian器qi的de功gong率lv因yin數shu,可ke更geng好hao地di利li用yong輸shu電dian線xian路lu送song來lai的de電dian能neng,從cong而er節jie約yue能neng源yuan並bing同tong時shi降jiang低di電dian能neng成cheng本ben和he減jian少shao燃ran燒shao礦kuang物wu燃ran料liao而er產chan生sheng的de二er氧yang化hua碳tan排pai放fang。當dang今jin世shi界jie,很hen多duo政zheng府fu監jian管guan部bu門men都dou已yi經jing強qiang製zhi要yao求qiu在zai白bai色se家jia電dian中zhong要yao具ju有you類lei似si的dePFC 功能。
電驅動馬達中降低能耗的兩種主要方式
近些年來,家用電器對節能的要求變得越來越強烈。這是很顯然的,僅電冰箱所消耗的能量就超過家庭用電量的10%。由於電冰箱的馬達主要在低速運轉,就有非常大的節能潛力,通過在低速驅動器中簡單改進馬達的驅動效率就能實現。
同樣,據估計工業用電的65%beidianqudongmadasuoxiaohao,haowuyiwen,shangjiazhengzhujianyishidaojienengjiangchengweigaishanshouyilvhejingzhengnenglideguanjian。zaidianqudongmadazhongjiangdinengliangxiaohaoyouliangzhongzhuyaodefangshi:改善馬達本身的效率和使用可調速驅動器來有效地控製其工作速度。下麵將介紹這兩種方法。馬達設計中提升更高的效率。
馬達控製技術中的過熱保護
madaqudongdedianqizaishiyongzhongkenengchuxiandeweixianyoudianjiweixian,qihuoweixianyuguoreweixian。guorebaohuzaimadakongzhijishuzhongxiandeyouweizhongyao,ruguobuduimadacaiqubaohucuoshi,jiukenengzaochenganquanshigu。xiamianjiuguoreweixiantaolunyixia馬達的過熱保護。馬(ma)達(da)過(guo)熱(re)的(de)原(yuan)因(yin)有(you)很(hen)多(duo),例(li)如(ru)運(yun)行(xing)過(guo)載(zai),選(xuan)型(xing)不(bu)合(he)適(shi),冷(leng)卻(que)故(gu)障(zhang),缺(que)乏(fa)監(jian)控(kong)和(he)必(bi)要(yao)的(de)維(wei)護(hu)導(dao)致(zhi)絕(jue)緣(yuan)過(guo)早(zao)老(lao)化(hua)等(deng)。馬(ma)達(da)在(zai)運(yun)行(xing)時(shi)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao),這(zhe)些(xie)損(sun)耗(hao)一(yi)方(fang)麵(mian)降(jiang)低(di)了(le)馬(ma)達(da)的(de)效(xiao)率(lv),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)損(sun)耗(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)馬(ma)達(da)發(fa)熱(re),使(shi)馬(ma)達(da)繞(rao)組(zu)的(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)。繞(rao)組(zu)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),同(tong)它(ta)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)有(you)關(guan),溫(wen)度(du)過(guo)高(gao),絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)就(jiu)會(hui)加(jia)速(su)老(lao)化(hua),使(shi)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)急(ji)劇(ju)降(jiang)低(di),大(da)幅(fu)縮(suo)短(duan)馬(ma)達(da)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),甚(shen)致(zhi)出(chu)現(xian)火(huo)災(zai)危(wei)險(xian)與(yu)觸(chu)電(dian)危(wei)險(xian)。所(suo)以(yi),馬(ma)達(da)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)的(de)目(mu)的(de),主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)馬(ma)達(da)的(de)設(she)計(ji)、製造、安裝以及使用環節采用保護措施,當馬達在一定的負載和散熱條件下工作時,繞組的溫度不超過標準的允許值。
數字馬達控製係統設計
數字電機控製首次被引入克服傳統模擬係統在處理漂移、元(yuan)件(jian)老(lao)化(hua)和(he)溫(wen)度(du)引(yin)起(qi)的(de)變(bian)化(hua)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。靈(ling)活(huo)的(de)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)不(bu)僅(jin)解(jie)決(jue)了(le)有(you)關(guan)元(yuan)件(jian)兼(jian)容(rong)性(xing)的(de)問(wen)題(ti),而(er)且(qie)使(shi)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)靈(ling)活(huo)的(de)處(chu)理(li)時(shi)間(jian)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)變(bian)化(hua)。例(li)如(ru),不(bu)是(shi)僅(jin)僅(jin)能(neng)夠(gou)把(ba)風(feng)扇(shan)電(dian)機(ji)完(wan)全(quan)開(kai)或(huo)關(guan),而(er)是(shi)通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)化(hua)工具,風扇轉速可以根據係統溫度來調整。此外,係統可以自我校正,從而不再需要進行定期的人工維護。
設(she)計(ji)數(shu)字(zi)馬(ma)達(da)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)時(shi)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)是(shi)需(xu)針(zhen)對(dui)實(shi)施(shi)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)處(chu)理(li)器(qi),同(tong)時(shi)處(chu)理(li)器(qi)字(zi)長(chang)也(ye)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)關(guan)注(zhu)定(ding)點(dian)處(chu)理(li)器(qi)中(zhong)因(yin)定(ding)點(dian)數(shu)表(biao)示(shi)法(fa)而(er)引(yin)起(qi)的(de)量(liang)化(hua)誤(wu)差(cha)問(wen)題(ti)。這(zhe)些(xie)誤(wu)差(cha)將(jiang)會(hui)降(jiang)低(di)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)性(xing)能(neng),使(shi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)無(wu)法(fa)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)發(fa)揮(hui)出(chu)高(gao)級(ji)算(suan)法(fa)的(de)優(you)勢(shi)。
理解並控製數字馬達控製係統的量化誤差--第一部分
理解並控製數字馬達控製係統的量化誤差--第二部分
白皮書——高性能和高效馬達控製係統設計
最後,此次半月談我們以一篇《高性能和高效馬達控製係統設計》白bai皮pi書shu做zuo為wei結jie束shu。本ben文wen提ti供gong了le一yi個ge電dian機ji控kong製zhi設she計ji概gai述shu,如ru多duo種zhong電dian機ji控kong製zhi,磁ci場chang定ding向xiang控kong製zhi,功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng和he傳chuan感gan器qi控kong製zhi。還hai涉she及ji現xian今jin的de微wei控kong製zhi器qi(MCU)如何為廣泛的應用提供更高的精度,功率效率和低成本。
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