软起动器

软起动器

Soft Starters

了解交流电软起动器给您带来的优势
与传统三相电机的起动方式(如直接起动) 相比,软起动具有许多优势,包括降低电机应力和更高的可靠性。

传统三相电机的起动方式

直接起动 (D.O.L)
这是三相电机常用的一种非常简单的起动方式,三相电机仅使用一个主接触器和热过载保护器。

优点

  • 成本低。

缺点

  • 起动电流和起动转矩非常高,导致电机和传动系统的应力增加。
  • 由于较高的起动电流和较大的接触器不适合电子输出,因此无法采用远程控制。

星形-三角形 (SD)
将三相电机绕组的布线由三角形(每个绕组的通过电压为 230伏)改为星形(每个绕组的通过电压为 400伏) 。与直接起动器相比,可使起动电流降低60% 。它由三个接触器、热过载保护器和一个计时器组成。

优点

  • 起动电流和转矩较小,从而降低机械应力。

缺点

  • 与直接起动器相比价格更贵。
  • 多个潜在的故障点会使电机起动时的负载要求低于最大额定转矩的 50%。

软起动器

软起动器能够解决传统起动方式所存在的问题。通过使用电子控制型晶闸管,软起动器能够精确地控制施加至电机绕组的电压,从而精确地控制电流。它还允许调整电压的升压时间来适合应用要求。这种在起动时和起动期间限制可用电机转矩的能力,能够消除使用传统方法来降低磨损和早期故障时对传动系统和联轴器的应力载荷。通过使用晶闸管来代替机械接触器提高了可靠性,因为没有活动部件。由于可靠性更高,因此可以降低维护成本和峰值电流,从而实现节能。软起动器还提供完全匹配 PLC 输出和其他 NPN 或 PNP 数字输出的控制型输出。然而,软起动器的优点还远不止这些,RS 软起动器系列中的大多数产品还具有软停止功能。软起动器能够克服的常见问题如下表所示。

起动器能够克服的常见问题如表所示。

选择正确的软起动器

为应用选择正确的软起动器非常关键。对于大多数应用来说,您可以根据电机的额定功率 (kW) 来选择软起动器。然而,在某些情况下,您可能需要选用比电机额定功率更大的软起动器,这取决于起动条件,例如重载起动和一小时内多次重复起动。

选择正确的软起动器表

伺服控制

Servo Control

如何让伺服控制兼顾功率和精度

伺服驱动系统由于能够进行出色的控制,正被越来越多地用来代替标准交流电机。此系统拥有许多杰出的性能,例如高功率输出与外形尺寸比,以及较快的加速度,使其成为许多应用的理想选择。其应用包括包装、产品搬运、印刷以及精度要求严格的其他工业设备。

伺服电动机的应用通常具有以下特征,即需要经常改变速度和力矩,从静止运转到定位并进行高峰值负载的短期运转。工业伺服系统的常见形式是使用交流无刷同步电动机,这种电动机利用一个集成的绝对编码器来提供反馈。与标准三相交流电动机相比,伺服电动机的外形更加紧凑,拥有较大的功率密度、较高的效率和极小的惯量。因此,它们具有更快的加速度和更低的运转温度,并能够立即为自动作业提供动力。

伺服控制系统

伺服控制系统

驱动装置能够控制伺服电动机的功率和速度。与无速度反馈的三相交流电动机不同,伺服电动机不仅拥有功率端子和接地线路,而且还连接有电动机轴传感器。在某些情况下,它还连接制动控制和温度监控装置。编码器反馈环路是整个系统的关键所在,它会连续不断地提供电动机输出轴的速度和位置数据。这允许驱动装置就负载状态的变化作出补偿,它可以影响电动机轴的速度并监测电动机轴的确切位置。这允许系统使电动机运转到精确的位置。控制器可以是PLC或专用的运动控制器,它可以对系统实施全面控制。这种控制器通过现场总线接口(例如Modbus或CANopen接口)或使用脉冲和方向指示信号,向驱动装置发出简单的“运动”参数的指令。控制器还能监控传感器并限制输入,确保过程正确完成并且不超出预设的限值。

Junma 伺服系列

Junma 伺服系列

Junma系列为用户提供紧凑的伺服驱动器和电动机组合,由于该产品无需进行参数设置并拥有一个自动调速系统,因此非常便于使用。合适的控制器会将脉冲发送至驱动器,同时进行方向控制。伺服驱动器备有100、200、400 和750W等多种型号,并提供与之匹配的电动机。

逻辑控制

逻辑控制

逻辑控制

逻辑控制正变得越来越容易。现在,逻辑控制系统甚至能够更轻松地取代基于计时器、继电器、简单计数器、甚至机械凸轮程序器的老式控制系统。这允许用单个紧凑的逻辑控制器来代替多种产品,而且这种控制器可执行包括延迟计时器、反复循环器和继电器逻辑在内的全部功能。现在,其程序设计基于功能模块,无需学习编程语言,可以在数小时(而不是数天或数周)内提供解决方案并投入使用。

详细了解 逻辑控制器的优点。

每家制造商所生产的逻辑控制器均提供常见的逻辑功能。这些功能部件是任何控制程序的基本构件,而且可提供大多数原本是由控制面板上的继电器逻辑电路、计时器和计数器所执行的控制功能。

  • 基本布尔逻辑 - 不仅具有“AND”与“OR”功能,而且还具有整数加减功能
  • 计时器功能 - 开启延时、断开延时、回收站以及其它功能
  • 计数器 - 具有正反向计数功能,可进行重设
  • 定时开关 - 其功能基于实时时钟和一周中的星期几(通常带有夏令时自动变化功能)

除了基本的逻辑功能设置外,大多数制造商的产品还提供不同的先进功能。这些先进功能不仅完善了基本的逻辑控制,而且还允许实现更为复杂的控制解决方案。这些附加的先进功能包括:

  • 温度输入- PT100
  • 模拟输入/输出 - 0-10v
  • PWM速度控制输出
  • 高速计数器
  • 多功能显示器
  • 以太网通讯
  • 无线远程存取

世界首家!"全SiC"功率模块开始量产 开关损耗降低85%,大幅减少了工业设备等的功率损耗

<概要>

日本知名半导体制造商罗姆株式会社(总部:日本京都市)推出的"全SiC"功率模块(额定1200V/100A)开始投入量产。该产品的内置功率半导体元件全部采用SiC(Silicon Carbide:碳化硅)构成。 此产品安装在工业设备和太阳能电池等中负责电力转换的变频器、转换器上,与普通的Si(硅)材质的IGBT模块相比,具备以下优势,有效解决世界能源和资源等地球环境问题。
●开关损耗降低85%
●与传统的400A级别的Si-IGBT模块相替换时,体积减小约50%
●损耗低,因此发热少,可减小冷却装置体积,从而可实现设备整体的小型化
本产品计划在罗姆总部工厂(京都市)从3月份下旬开始量产、出货。

<背景>

近年来,在工业设备和太阳能电池、电动汽车、铁路等电力电子技术领域,与Si元件相比,电力转换时损耗少、材料性能卓越的SiC元件/模块的实际应用备受期待。 根据估算,将传统的Si半导体全部替换为SiC后的节能效果,仅在日本国内就相当于4座核电站的发电量※2,因此,各公司都已强化了相关研究开发。在这种背景下,罗姆于2010年在世界上率先成功实现了SiC-SBD和SiC-MOSFET两种SiC元件的量产,在行业中遥遥领先。 与此同时,关于"全SiC"模块,即所内置的功率元件全部将Si替换为SiC,多年来,虽然全世界的制造商多方试制,但在可靠性上存在诸多课题,一直无法实现量产。

有效实现马达控制和电力转换的高效化 SiC模块的量产带来显著的节能效果

※1:根据罗姆的调查(截止2012年3月22日)
※2:根据日本工程振兴协会(ENAA)的调查:截止2020年日本国内主要领域都导入了SiC功率元件的情况下
   (按1座100万kW级的核电站=8.8TWh/年估算)

<新产品详情>

此次,通过罗姆开发出的独创的缺陷控制技术和筛选法,使可靠性得以确保。另外,针对SiC制备过程中特有的1700ºC高温工序,为了防止其发生特性劣化,罗姆开发了控制技术,于世界首家确立了"全SiC"功率模块的量产体制。 内置最先进的SiC-SBD和SiC-MOSFET两种元件,与传统的Si-IGBT模块相比,可以将电力转换时的损耗降低85%。另外,与IGBT模块相比,在10倍于其的频率---100kHz以上的高频环境下工作成为可能。该产品的额定电流为100A,通过高速开关和低损耗化,可以与额定电流为200~400A的Si-IGBT模块进行替换。 不仅如此,通过设计和工艺的改善,罗姆还成功开发出散热性卓越的模块。替换传统的400A级别的Si-IGBT模块时,体积可减小约50%。由于损耗低,因此发热少,可减小外置的冷却装置体积,从而非常有助于设备整体的小型化。

罗姆将以SiC为首的功率元件事业作为发展战略之一定位,今后,加强实现更高耐压、更大电流的SiC元件/模块的产品阵容的同时,不断推进完善SiC 沟槽式MOSFET和SiC -IPM(智能电源模块)等SiC相关产品的阵容与量产化。

<特長>

1) 开关损耗降低85%
内置了最先进的SiC-SBD与SiC-MOSFET的 "全SiC"模块,与传统的Si-IGBT相比,开关 损耗可降低85%。
开关损耗降低85%

2) 实现小型、轻薄封装
通过设计和工艺改善,成功开发出散热性卓越的 模块。大大有助于设备的小型化需求。 实现小型、轻薄封装

<电路图>

电路图
 

<术语解说>

  1. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor的简称)
    绝缘栅双极晶体管。给栅极安装了MOSFET的双极晶体管。
  2. MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor的简称)
    金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是FET中最被普遍使用的结构。
    作为开关元件使用。
  3. SBD(肖特基势垒二极管Schottky Barrier Diode 的简称)
    使金属和半导体接触从而形成肖特基结,利用其可得到整流性(二极管特性)的二极管。
    具有"无少数载流子存储效应,高速性能卓越"的特点。