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在工业及家电设备中导入智能化设计

上网日期: 2007年11月29日 ?? 作者: Tom Kapucija ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:能源? 能效? 白色家电?

据IMS Research公司预测,采用变频马达控制的家电比例将从2005年的10%上升到2011年的20%。这种变化在洗衣机和室内空调方面的表现最为明显。

透过充分利用当前微处理器提供的整合优势、提升技术团队的软件/固件开发能力,并采用更高能效的模块化平台,OEM可满足业界不断变化的规格要求,同时缩短产品上市时间、增强产品的差异化特性、降低制造成本,为最终用户提供更可靠、更具性价比的解决方案。

受能效需求影响的其它工业领域还包括工业自动化马达设备和商用HVAC设备。随着产业向EC马达转移,设备质量的改善和使用成本的降低将进一步节省能量。制造生产线是能效提高的主要受益者,它们将受益于新一代整合式马达控制器带来的更长寿命以及预防性与优先维护措施。

以汽车和制药生产线为例,其每小时的停工检修成本高达数十甚至数百万美元。而这种后续的能源节省和作业简化成果,将很快弥补更先进马达和控制器的安装费用。

制造设备中有60%以上的能量用于马达,并以热、振动、噪音和马达运作等形式消耗掉。因为马达在满负载工作是最有效率的,因此,采用大小合适的马达,对最佳化制造设备能耗和降低前期成本来说非常关键。而老式马达对制造设备而言尺寸通常都会过大,因此前期和后续工作成本并不理想。

对大多数马达(无论是交流感应还是永磁)而言,当工作负载小于满负载(FL)的40%时,马达效率就会大打折扣。由于制造设备中使用的马达几乎有44%工作在FL的40%以下,因此采用新一代马达和控制器将可显著节省能量和前期成本。

例如,采用EC风扇可为最终用户提供精的低噪声解决方案,这种方案具有可变速度、更高效率、更宽工作范围下的更高速度以及更长的使用寿命。

变速功能可透过降低速度以匹配负载要求来降低HVAC和其它设备中的噪音。在老式的HVAC冷凝器设备中,如果负载降低,系统会关掉一个或多个风扇来减少噪音。而当所有风扇保持工作但速度降下来以匹配负载要求时,噪音降低程度会更显著。

现在,超载保护正在推动马达应用转向整合式SoC方案。过去,超载保护功能是用双金属断路器实现的。设备除了必须容许某种程度的终端用户客制化以外,还必须遵循特殊的热规范与特殊的跳闸曲线。

Teridian半导体公司已开发出一种单转换器技术,这种技术非常适合上述设备中要求的高精密度电流测量。以71M6?03电子跳闸组件为例,它相当适合断路和保护继电器应用。该组件整合了一个22位的Delta-Sigma A/D转换器、6个初级电流传感器输入和1个次级输入、数字温度补偿电路、一个精密电压参考源、一个32位可编程运算引擎、多个定时器、一个实时频率、两个UART和一个单周期执行8位微控制器。

这款可编程组件内建了数字积分器,这种可编程器件支持任何或所有输入通道使用电流线圈或Rogowksi线圈,并提供瞬时或延时的过流保护和其它保护功能。这种器件经过配置可以支持匹配现场特殊负载配置的普通或定制保护算法。

独立于8位MCU的可编程32位运算引擎主要用于接收和处理来自22位A/D转换器的所有传感器数据。MCU则处理更高的系统层管理和通信。这种混合信号度量子系统和管理子系统的分离可避免外部中断和不必要的处理开销。

Teridian公司提供的另一款组件71M-8100测量控制器有三个输入,可用于检测和控制第二级参数,如温度、振动、空气流动、压力和湿度。利用这些相同的芯片级基础架构,可满足未来工业自动化、保护和控制功能增强的进一步创新要求。

Tom Kapucija

营销总监

Teridian半导体公司


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