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无传感器电源电子设备

高效率,高频和高可靠性

变速驱动器(VSD)或可变频率驱动器(VFDS)通过将输入电源的频率改变为电动机来调节电动机的旋转力和速度。

通过利用电机驱动器和逆变器中的尖端技术,CALNetix技术能够充分利用永磁体(PM)电机发电机的最新技术。雷电竞下载appCALNetix的低中电压VSD可提供能源效率和可靠性,以驱动各种工业应用中的有利可图。

CALNETIX变速驱动器包括一个简单的两级架构,与多级逆变器拓扑相比,具有低零件数和高可靠性。通过在更高的逆变器PWM开关频率下运行,最小化电流谐波。CALNETIX逆变器利用IGBT(绝缘栅极双极晶体管)和SIC(碳化硅)开关装置。SIC是一种新兴技术,其在低操作损耗下允许显着更高的开关频率。

好处

CALNETIX提供电力电子设备并控制设计和制造。Vericycle™双向驱动器或可调速度驱动器是任何类型的高速旋转机械的理想选择。CALNETIX提供现货和定制高频变速驱动器,并致力于与客户合作工作,以提供最优质的产品。ray电竞竞技CALNETIX Vericycle™可变频率驱动器的一些关键优势包括:

系统级设计优化变频驱动器

CALNETIX双向驱动器用整个系统进行优化。特别是,变频驱动器具有最大化功率电子设备效率的功能,这反过来减少了连接到驱动器的机器中的损耗,提高了整体效率:

  • 空间矢量调制

  • 动态死区插入在电源设备的切换模式中

  • 机器电流的低总谐波失真(THD)和电网侧电流

  • 用于可变频率驱动器的所需直流母线电压和电网电压的优化后电动势(BEMF)

  • SIC逆变器开关装置的介绍

低阻抗和高速机驱动器

CALNETIX的高频变速驱动器是低阻抗和高速机器的理想选择:

  • 高开关频率与机器的基频同步

  • 动态死区插入在电源设备的切换模式中

  • 一个简单的电感滤波器,进一步降低了机器汲取的电流的失真并限制了机器电流的最大失真

  • 更高的开关频率降低电机电流谐波,从而降低了机器定子和转子部件的整体工作温度

无传感器控制方法

CALNetix Power Electronics Grid Tie无传感器控制器是一个空间矢量调制逆变器,通过每相通过一个串联电感连接到三相网格,这使得减少进入电网的开关谐波。大电感和高开关频率用于将切换谐波最小化到网格中。控制福利包括:

  • 跨各种操作条件的鲁棒性和稳定性

  • 对电网电压不平衡和波形失真的良好宽容

  • 消除了复合转子位置传感装置的要求,例如旋转变压器,这简化了电机设计

  • 在操作期间感测电缆路由和断裂,这是主要的可靠性问题之一。无传感器架构消除了这一问题,从而提高了操作可靠性

  • 两个主要控制回路 - 内部电流控制(调节电流往返电网的幅度和相位角)和外部电压控制(调节DC总线电压到预定值)

  • D轴和Q轴电流被解耦,然后通过电流控制器分开调节

  • 能够使用单位功率因数将电流(电源)从直流总线传输到网格,反之亦然

  • 如果需要,可以调整无功电流(电源)的能力

  • 由于具有相位锁环(PLL)的虚拟磁通估计器,能够平稳地提供更好的抗噪声和轨道频率和角度。

  • 地面故障保护

  • 通过外部防护继电器防斗和其他电网接口保护

网格侧的无传感器控制
网格侧的无传感器控制

双向驱动操作

CALNETIX除电机驱动器逆变器外,还提供了通过使用有源网格逆变器提供完全双向变速驱动器。这允许无缝地实现电动和产生应用,而无需任何额外的硬件,例如动态制动电阻。

两个电机驱动器逆变器模块和网格式逆变器模块都在施工中相同,共用公共直流链路电容。这提供了一个高度模块化的低零件数量设计。

虽然大多数电机驱动器逆变器本质上是双向的,但许多可变速度驱动器利用完全被动(二极管 - 桥梁)或半控制(SCR桥)网格转换器。这些转换器是单向的,这意味着它们只能在一个方向上提供能量流。虽然这种方法适用于利用动态制动电阻用于电动机制动的纯电动机应用,但这种方法不适用于产生应用。

双向驱动操作
双向驱动操作

低总谐波失真(THD)

CALNetix的可变频率驱动器在电机和电网侧电流中产生低总谐波失真(THD)。限制从电网和机器汲取的电流中的最大失真最小化,这是重要的,因为谐波电流在机器中产生额外的损失和热量,但不会产生有用的扭矩。网格运营商通常具有对网格绑定逆变器产生的最大允许THD的要求,因此重要的是限制由可变频率驱动产生的最大THD。使VericyCle™可调速度变得适合低阻抗和高速机器的相同属性也允许它们产生低THD。这些属性包括:

  • 以高频切换逆变器的功率器件,该电源器件与机器的基频同步

  • 动态调整插入电源设备的切换模式中的死区时间

  • 网格侧和电机侧逆变器的简单电感滤波器

  • 通过脉冲电流限制和过流保护功能非常快速脉冲

高可靠性和长期运行寿命

可靠性和长期运行寿命是CALNetix的电源电源驱动器设计的首要任务。CALNETIX变速驱动器的可靠性增加以下:

  • 将电气和热应力保持在驱动器内的组件上以合理的水平

  • 减少VSD中的零件数

  • 不需要从机器和电压反馈的位置反馈和机器和电网

  • 在变速驱动前的严格电气和热测试离开我们的工厂,最大限度地减少制造和组件婴儿死亡问题

无传感器空间矢量调制

CALNETIX变频驱动器包含无传感器空间矢量调制,以增加驱动器内部直流总线的利用率。高直流总线利用对于优化可变频率驱动器和机器的效率尤为重要,因为它允许增加机器的后电动力。这导致机器电流降低,因此,驱动器和机器中的损耗较低。变频器在上下文中是无传感器,即不需要机器转子位置的物理传感器。CALNETIX的功率电子设备利用虚拟磁通估计器和锁相环而不是电压估计器,用于确定机器转子位置。无传感器可变频率驱动器提供以下优点:

  • 更可靠,易于从机器的高频电噪声

  • 与需要定位反馈的驱动器相比,需要更少的零件

  • 与电压估计器相比,更好的抗噪性

  • 出色的动态响应

  • 对线电压中的扰动相对不敏​​感

  • 能够通过零速度顺畅地跟踪位置

  • 最大限度地提高VFD和连接机器的效率

无传感器控制电机侧
无传感器控制电机侧

主动或无源前端变速驱动器

CALNETIX的变速驱动器可以包含主动或无源前端,以满足应用程序的技术要求和成本目标。通常,CALNetix的变速驱动器配备有源前端(网格式逆变器)。这允许双向电力流动。有源前端还从电网上拆下机器侧逆变器,因为变速驱动器中的直流母线电压不会随网格电压而变化。结果,具有有源前端的驱动器能够与美国和国际电力网络(50和60Hz)接口而不必须修改连接到驱动器的机器的设计。对于需要Unity功率因数和低THD的应用,有效的前端是必要的。

一种无源前端(整流器),其中DC总线随网格电压而变化是仅需要单向电力流入来自网格的可变速度驱动的应用的替代方案。动态制动电阻器可以用无源前端添加到可变速度驱动器中,用于快速减速任何连接的机器或用于保护具有高惯性载荷的应用的驱动器。

主动前端网格侧接口
主动前端网格侧接口

新DSP控制硬件

CALNETIX开发了针对不同应用的多个控制板。最新的控制板使用NXP汽车级微控制器单元(MCU)MPC5744P。它具有双核电源架构,用于关键任务安全应用的延迟锁定步骤模式。MCU执行速度最高可达200​​ MHz,频率调制2%,以减少电磁干扰(EMI)噪声。工作温度高达125°C。

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CALNETIX在大功率晶体管和永磁电机中的技术创新具有增加的功率能力,减少尺寸和成本,并使新的应用可行。从电动机应用到定位控制应用,CALNetix的电机驱动器适应过程的需要,并有助于提高系统的整体效率。下面显示和描述了七个标准CALNetIX变速驱动器。

Vericycle™75.

Vericycle™300.

Vericycle™300-AE

Vericycle™450.

Vericycle™600.

Vericycle™DC-1200

电电压™DC-150


Vericycle™75.

  • 机器电压:0-480 VAC

  • 机器电流:60 a(续)

  • 机器阶段:3

  • 机器频率:0-2000 Hz

  • 机箱类型:NEMA 1

  • 网格电压:380-480 VAC

  • 网格电流:60 A(续)

  • 网格阶段:3

  • 网格频率:50-60 Hz

Calnetix Vericycle 75.

自定义变速驱动系统

CALNETIX独特地定位以提供定制解决方案,通过利用我们现有的技术和先进的工程功能来提供具有成本效益,强大和按时交付的定制设计。其中一些功能包括:

  • 适用于大量应用的强大控制算法

  • 基于流量的估算器,提供连接到可变频率驱动器的机器非常坚固的无传感器控制

  • 灵活的系统架构,包括完全双向操作

  • 可调速度驱动器和永磁同步机的设计经验,允许在新设计中预期风险

  • 定制包装和外壳设计,以满足最恶劣的环境,满足重量和空间要求

  • 完全综合的工程师团队,精通电力电子设计,控制设计,嵌入式软件工程,EM设计,热设计,机械应力分析,材料工程和合规工程