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交流电机驱动器是一种变频器,用于采用专门开发的控制方法(如可变频率驱动(VFD)或磁场定向控制(FOC))来控制电机(通常是三相交流感应或三相BLDC电机)速度和扭矩。

了解我们的产品

我们的产品包括广泛的STM8 8位微控制器、STM32 32位微控制器、STM32MPx 微处理器(MPU)、功率分立器件,比如 IGBT功率MOSFET二极管(包括用于实现更高功率效率的碳化硅(SiC)器件,以及智能电源模块(IPM SLLIMM™)和塑料电源模块(ACEPACK™系列)),可帮助构建功率范围最高可达几十千瓦的可扩展且高效的功率级。

此外,意法半导体还提供广泛的高性能运算放大器和比较器、开关和线性调节器以及MEMS惯性和环境传感器、机器学习惯性测量单元 - 用于远程传感(比如,用于闭环控制、以及状态监测或预测性维护),并提供全面的软件和硬件评估工具,以帮助缩短开发时间和成本。

    • 变频器(VFD)包括三个主要元件:一部交流电机 (通常是三相感应电机)、一个驱动控制器、以及一个用户接口

    • 交流电机

      交流感应电机往往采用固定速度,控制器相对简单。这将按顺序为电机定子线圈提供三相电压,从而生成一个旋转磁场。这样可以产生一个电场来驱动转子。

    • 交流驱动控制器

      典型的工业AC驱动控制器具有三个半桥,每个半桥向定子输送正弦波电压。为实现可调频率,控制器使用标量算法改变电压,以确定相位的频率(或伏特/赫兹)。高端电机越来越多地使用更复杂的算法。用例包括矢量控制或磁场定向控制(FOC),用于控制多个相位频率。

      添加变速驱动器会增加控制算法的复杂性。

      这些驱动器也需要控制器提供软启动能力,以减少电机在启动期间的负载和浪涌电流。这对于减少电机应力和为工厂车间的工业驱动提供最长使用寿命是至关重要的。

      这是因为电机的浪涌电流可以是工作电流的7到10倍,启动时所需的扭矩可以比运行时高3倍。数字软启动控制器在启动过程中连续监测电压,以适应电机的负载,提供平稳的加速、速度和扭矩控制。该装置用于启动和停止交流电机驱动系统,减少驱动器的应力。这也减少了电源负荷,降低了能源消耗,从而显著节约了成本

    • 交流驱动器接口

      到交流驱动器的接口可以通过许多不同的连接实现。这些可以是4到20 mA的电流环路、 0到10 V的直流电压信号,或者是通过以太网无线通信链路实现的远程连接。

    • 功能强大的半导体控制器的出现使我们能够围绕交流电机(特别是使用变频器(VFD))开发一类全新的工业驱动器。这就使得以前需要使用直流电机(通过脉冲宽度调制提高精度)的应用可以改用更节能的三相交流感应电机。这些技术进步可以在整个行业内实现显著的能源节约,特别是如果与作为工业物联网(IIoT)有机组成部分的无线传感和控制链路相结合,可以在提高生产率的同时,在整个工厂车间内节约大量成本。

      工业交流驱动器在工厂车间内比比皆是,比如驱动风扇或液压泵的驱动器,或者控制需要精确控制的取放头或机械臂的步进电机。精密的卷到卷制造系统的负载要求,无论是轮转胶版印刷还是各式各样的薄膜面板都需要精确的速度控制,而工业驱动器是确保所有辊轴的速度丝毫不差(同时需要高速和高精度)的关键。

    • 应用程序示例

      • 取放机器要求速度、精度和定位缺一不可。贴装头移动到精确位置(误差为一毫米的几分之一)的速度越快,整个印刷电路板或设备的生产速度就越快。

      • 传送带

        高扭矩应用(比如传送带)需要能够在短时间内处理重负载和轻负载,需要精确的扭矩控制以提高效率和效果。传送带也需要高可靠性,因为关停一条传送带会影响整个工厂的生产。

      • 最新的交流工业驱动技术可以满足这些应用的需求。与直流电机相比,交流感应电机更可靠、更节能,而最新的半导体器件则提供工业应用所需的控制水平。

    • 将工业驱动与云端连接可以使其成为工业物联网和工业4.0的一部分,从而进入一个充满机遇的世界。通过预测性维护算法远程控制和监测驱动器,确保可以进行预防性维护,在故障出现之前加以解决,避免停机。这些技术进步可以在提高生产率的同时,在整个工厂车间内节约大量成本。

交流驱动器框图

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