工业电机控制系统解决方案唾手可得

雨后彩虹呀

工业电机控制系统解决方案唾手可得

电动机在现代生活中无处不在，从气候控制，电器和商业制冷到汽车，工厂和基础设施。根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，电动机占全球总电力消耗的45％，因此电动机驱动电子设备的可靠性和效率会影响世界各个地区以及各种地区的舒适性，便利性和环境。

一种提高电动机驱动系统效率的方法是，用变速驱动器代替在50 / 60Hz交流线路电压下驱动的单速电动机，从而实现电动机的电子速度控制和更高的驱动效率。与开/关调节方法相比，变速控制还可以在应用程序级别上提供效率。

先进的电机驱动系统的心脏是逆变器级，该级吸收输入直流电并将其转换为可以以合适速度驱动电机的交流电压。逆变器由三个半桥组成，如图2所示。逆变器的每个半桥相都有一个高侧和低侧开关，取决于应用需求，可以是硅功率MOSFET，IGBT，碳化硅（SiC）FET或GaN HEMT 。

图2 –三相逆变器

例如，转动泵或风扇，输送电机或机械臂的要求是不同的，工业应用将利用不同的电机技术来适应每种情况：交流电机，有刷或无刷直流，PMSM或以开关磁阻为例。

无论应用和技术的范围广泛，如果我们考察工厂环境，则始终需要满足驱动系统的基本共同要求：

高效率和可靠性

稳健性与整合性

坚固耐用和出色的热性能

满足所有这些要求的高效，可靠的电动机驱动器开发起来很复杂且耗时。但最近安森美推出的新型电动机开发套件（MDK）可实现这一目标。这个综合的原型平台由通用控制器板（UCB）组成，该控制器与扩展的电源板连接以创建一个快速启动平台来运行电动机，从而允许在设计任何硬件之前对系统进行快速测试，评估和优化。

Figure 4 GUI         

UCB具有功能强大的XilinxZynq®-7000FPGA / ARM SoC，适用于高端控制和基于AI的应用。UCB与Xilinx开发工具和库完全兼容，并且已与Trenz Electronic合作开发。

电源板采用安森美半导体的领先电源设备和模块，以及所有其他必要组件和设备，以开发完整的电机驱动器解决方案。

前两个电源板具有安森美的智能电源模块（IPM），适用于工业和家用电器电机驱动应用。IPM包含用于逆变器的六个电源开关，栅极驱动器和一个热电偶，其保护功能包括过压/欠压锁定，直通防止和过流跳闸。

紧凑型IPM电源板（SECO-1KW-MCTRL-GEVK）提供了从市电的交流输入到电动机的交流输出的完整解决方案。额定输入电压为230 Vac，它包括一个EMC滤波器和桥式整流器，交错的两通道PFC和NFAQ1060L36T IPM作为逆变器级，以及辅助电源，测量和保护。

图5 1kW板

对于更高的功率水平，SECO-4KW-65SPM31-GEVB电源板具有NFAM5065L4B 650 V智能电源模块。它的额定输入电压为400 V DC，可提供高达1 kW的连续功率，并能够在短时间内或通过添加散热器提供高达4 kW的功率。非常适合工业驱动和商业HVACR应用。

图6 4kW板

另外是即将推出的，安森一流MOSFET产品组合中的一系列电源板。这些电机驱动板将支持10V至100V的输入电压，功率能力高达1.2kW，可满足电池供电的中低电压应用，例如电动工具，机器人，自动机器人和无人机。

图7 MOSFET板的渲染

另外，安森美半导体还开发了更多电源板，这里只重点介绍了我们广泛的IPM产品组合以及针对更高功率电机驱动应用的新模块。模块化设计还能够采用一系列PFC解决方案，这意味着可以自由组合和匹配功率转换级，以优化你的要求。

安森美半导体的新电机开发套件（MDK）在通用控制器板（UCB）中具有通用控制平台，并在不断扩展电源板产品，以快速测试和评估全面的电机驱动解决方案。

安森美半导体基于紧凑型IPM的1 kW 600 V和基于SPM31的4 kW 650 V都将在2020年第四季度面世。基于安森美半导体TMPIM技术的驱动电机的附加电源板将于2021年第一季度发布。高达10 kW。期望将进一步的电源板和扩展的设计支持添加到MDK生态系统中。

martin_zheng

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