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新一代高效电机控制需要逆变器的协同发展

2019-06-10 09:59 出处:未知 人气: 评论(

  逆变器的控制技术与电机的发展一起在不断进步。从当初的异步电动机开始,到后来的永磁同步电机(SPMSM)在家电方面得到应用,直到现在以磁阻电机为代表的内置式永磁同步电机(IPMSM)在室内空调、冰箱、洗衣机等白色家电中成为主力电机,为节能做出了巨大贡献。想要提升节能效率,单靠电机是无法实现的,还需要与驱动相适应的矢量控制(FOC)和使用了低功耗元器件的逆变器。

  2009年,搭载了当时作为新理念和新技术的电机永磁的、磁化状态可变的可变磁通电机的洗衣机开始了实际应用,并开始销售。这样一来,无需进行矢量控制的弱磁控制即可实现高效率的可变速控制。之后,能够满足变速运转范围扩大和高效率运转范围扩大需求的特性可变控制的开发案例相继问世,新一代控制技术的发展备受瞩目。

  电机控制

  在这样的技术趋势下,现在ROHM正在不断努力将BLDC电机的高效率驱动控制算法尽可能地进行硬件逻辑化,从而让功率电子的相关技术人员能够轻松使用。作为解决方案的一个例子,ROHM已经建立起了能够对AC/DC(含PFC)、DC/DC、逆变器(正弦波自动进角控制)的换流器/逆变器进行系统提案的体制。当然,ROHM同时也在进行FOC等控制算法的软件开发,今后计划将根据各种不同应用的方向进行提案。

  封装与散热

  关于封装和散热管理,为了提高有着高通用性的标准封装的功率密度(电力/容积),在作为基本构成要素的高热传导封装材料、LSI回路、功率元器件的低损耗化方面进行最优化的散热设计。另外,还可以针对客户基板提供ROHM独有的散热解决方案服务。

  一体化与分立器件解决方案

  对逆变器来说,在满足功率半导体的高效率化和小型化、高可靠性化以及低成本化的同时,还需要提高功率密度。电机驱动用逆变器与电源相比,开关频率(载波频率为20kHz左右)比较低。为了实现小型化和高可靠性,则需要进行一体化整合,例如通过使用像IPM这样的构造来提升保护功能,提高安全性。最终还需要对电容器、电感等无源器件进行小型化。关于白色家电,在空调用压缩机电机、洗衣机用滚筒电机等需要较大电流的,以及需要将电机和逆变器进行一体化来使用的,在这些方面,系统一体化将会进一步发展。另一方面,为了满足低价格要求,由LSI(栅极驱动器)和分立器件(IGBT、MOS)所组成的解决方案也是比较有效的。冰箱压缩机用逆变器就有一部分使用了这样的构造,ROHM在这两方面都可以提供解决方案,今后也将不断满足市场变化带来的各种需求。

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