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電機市場發展趨勢及電機設計的創新要求
2019-12-20
隨著節能成為全球范圍關注的焦點,電機設計的能效也日益成為一個引人關注的問題。電機驅動產品不斷配合行業發展的趨勢,幫助設計人員提升能效、降低能耗、提高可靠性、減少元件數量等等,在實現節能方面發揮著積極的作用。
 
  電機市場發展趨勢
 
  歷經百年的發展,電機的應用領域已非常廣泛。電機驅動產品覆蓋的汽車及工業等領域的應用,正是電機市場主要趨勢的一個縮影。
 
  首先是汽車電氣化的趨勢,即汽車制造商用集成的高能效電機替代傳統內燃引擎動力,通常是用無刷直流(BLDC)電機替代皮帶和齒輪驅動,用于引擎蓋下的輔助元件,如泵、閥、供暖及空調、風扇等。由于BLDC電機具有相當優異的性能,也開始進入傳統上采用有刷直流(BDC)電機方案的其他應用。
 
  另一個趨勢是應用裝配率的提升增加了電機的安裝數量,如電機化供暖通風空調(HVAC)氣瓣控制(主要用于有刷直流及單極步進電機)也開始應用于較低端汽車的HVAC系統。
 
  BLDC電機在工業及電信中的應用也越來越普遍。典型應用包括風扇、鼓風機、泵及壓縮機。BLDC電機的能效比交流電機或開關磁阻電機更高。BLDC電機能實現低成本變速應用,特別是用于集成了無傳感器換相算法,從而能夠省卻外部傳感器。
 
  節能趨勢對電機驅動應用的新要求
 
  能源成本通常是電機整個壽命周期成本最主要的部分。因此,采用更高效的電機可以節約大量能源。
 
  節能趨勢對電機驅動的新要求包括幾個方面,其一,能效是由所選擇的電機技術及電機結構決定的,因此要求選擇能將電能轉換為機械能的比例提升至最高的電機。其次,要選擇可以將驅動器的功耗降至最低并提高能效的驅動電路。其三,要通過提升電機驅動智能來實現優化的能耗方案。
 
  此外,一些應用還要求系統中不使用有刷電機(使用步進或無刷直流電機);而使用無傳感器換相(不使用電位計或霍爾傳感器反饋)、嵌入運動控制算法(用于低動力應用),將能效提到最高,降低可聽噪聲,改善電磁干擾(EMC)性能等。另外,還有一些應用需要將驅動電路與電機緊鄰布設在機電致動器上,并通過總線(LIN、I2C等)連接至中央控制單元。
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