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电动汽车用新型功率器件:如何在高开关频率下

作者:佚名
来源:http://www.ronusidun.com/

随着可持续发展成为社会的目标,该行业出现了几个关键的市场趋势。 首先,环保零排放汽车正在迅速发展。 第二,当前的全球投资正从石油和天然气市场转向可再生能源开发。 最后,第四次工业革命和人工智能技术需要大数据存储和分析,因此传感器、机器人和数据中心等相关市场的规模将越来越大。。

在这样的市场趋势下,越来越多的设备采用最新的高速低损耗功率器件,为了实现这些器件的精确测量,需要使用带宽更大、精度更高的功率测量设备。。 除了电压、电流和功率的同时测量,许多信号需要同步记录,如速度、扭矩、温度和波形等。。 此外,我们还需要分析不稳定或瞬态现象。。

针对上述趋势,横河推出了一款重磅产品,新一代多通道高精度功率分析仪WT5000。。 该产品采用横河最先进的技术设计,号称是目前世界上最精确的功率分析仪。因此,你应该好奇的是,最高精度的概念是什么,它能为关键市场提供什么重要的特性和优势,比如电动汽车( EV )、可再生能源(光伏发电)和电力变压器?

几天前,在公司的产品发布会上,横河电气公司。有限公司。航空航天执行主任? 特种机械部长、横河测量公司董事长兼总经理。有限公司。横河电子机械公司兼职董事。有限公司。横河测量公司营销部长夏健一郎。有限公司。横河测量公司第一技术部长岩泽雄司。有限公司。和上海横河国际贸易公司常务董事井上信诺介。有限公司。他们的四人小组向我们全面介绍了该产品的目标市场和特点,公司的技术发展历史和使命,以及它在中国的布局和贡献。会后,公司还接受了EDN的独家采访,讨论了公司的关键市场和战略、技术优势和特点等。

从左至右依次为Kenichiro Haga部长、岩濑久部长、山崎正晴社长和井上真之介总经理.

从左至右依次是夏健一郎部长、岩泽长濑部长、山崎正树总统和井上信诺介总经理。

山崎正树说横河电器成立于1915年,有100多年的历史。该公司的品牌口号是“明天共同创新”。“。横河电器是中华人民共和国成立后第一家来到中国大陆做生意的日本公司。

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横河电机:建国后第一家来华开展业务的日本公司

他指出横河今年提出了TF2020中期商业计划,希望通过企业改革以及控制和衡量来实现可持续社会。对此,公司有三个计划:第一,成为创新价值的创造者;第二,成为最值得信赖的伙伴。 第三,成为全球一体化团队。

为了实现上述战略目标,横河的核心是进行数字转型。该公司在2050年前有三个可持续发展的长期目标,即努力在2050年前实现零排放,转变成循环经济,确保每个人的幸福。只有这样,我们才能为我们的下一代创造一个更好的家园。

横河已经并将继续在精确技术的帮助下为中国的可持续发展做出贡献。

Haga健一郎表示,横河测量公司作为横河电机的测试和测量部门,将把明天共同创新的企业口号推广到精密制造。在横河提供的测试和测量仪器中,精度是一个非常关键的指标。“精度不是无缘无故获得的,而是一项由心与心共同创造的技术。他说,“横河的使命是为可持续发展做出贡献。这项重要任务包括三个部分:节能、安全和环境。”。“

横河是电力测量领域的专家,拥有100多年的历史。让我们看看公司在历史上提供了哪些重要产品。

下图显示横河最早的模拟电表,于1917年问世。。

横河最早的模拟电表,于1917年问世.

横河58年前发明的扭力平衡高精度功率传感器APR-2采用了机械和电气技术。它实际上是一个电表,麒麟网娱乐平台但是它使用扭转平衡技术来实现非常高的( 0。01 % )的功率测量精度。“这是机械实现的,但是灵敏度非常高。它不使用数字技术,但仍能达到非常高的精度。哈格健一郎透露,“国家标准与技术研究所( NIST )已经批准它作为功率校准的二级标准。”。这给横河带来了将我们的电力测量技术推向世界的机会(横河技术此时开始走向世界)。“

58年前横河发明的扭力平衡高精度功率传感器APR-2

14年前( 2004年),横河公司推出了WT3000 / WT3000E高精度功率分析仪。“当时,这是电力测量领域划时代的标准。特别是在电机和变频器以及IEC标准测量的应用领域。即使当噪声非常高时,测量精度也可以保持非常高。”他指出。

14年前(2004年),横河推出了WT3000/WT3000E高精度功率分析仪

横河不仅有WT3000(E )功率分析仪,还有许多其他产品。以下是横河现有的产品线。

横河现有的产品线

关于市场情况,他指出,中国现在有大量投资集中在可持续发展上。“可再生能源、清洁交通(包括电动汽车)、智能家电、工业4。0/IIoT和智能城市是电力测量的市场驱动力。我们的目标是衡量效率(能效评估),包括一些法规和政府标准、机电分析、工作和备用能源消耗。所有这些都是为了促进可持续发展。”他说。

鉴于本文开头提到的技术趋势和要求,横河开发了新一代WT5000高精度功率分析仪。横河测量公司。有限公司。技术开发部第一技术部长岩泽雄详细介绍了这一技术,包括功率分析仪的市场趋势和需求,WT5000在横河功率分析仪产品线中的地位,相关功能和特点,以及它的典型应用。

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WT5000的主要特点包括:

高精度:读数0。01 % +范围的0。 02 %

采样率10MS/s,18位AD转换器,用于高精度测量

? 大屏幕液晶触摸屏

多达7个具有模块化结构的输入单元

最多4组电机评估功能

同时,进行两组谐波测量,基频高达300千赫,分析次数高达500次。

全带宽功率值和基波/谐波分量的同时测量

这些功能对于评估最新的电机驱动器或逆变器非常有用。WT5000的基本精度是读数的0。01 % +范围的0.02 %。这种精度可以实现非常高精度的功率测量。Iwase说,与之前的WT3000(E )相比,当功率因数为0时,WT5000大大提高了精度和DC精度。

“WT5000不仅是横河最精确的功率分析仪,也是世界上最精确的功率分析仪。他指出,为了实现精确的功率测量,ADC性能非常重要。WT5000具有18位分辨率ADC,最大采样率为10 ms / s。它的分辨率是前一个模型的4倍,采样率是前一个模型的50倍。基于这种增强的性能,WT5000能够捕获最新逆变器的高频脉冲信号,并实现稳定(无波动)的测量。

WT5000有10个。1英寸WXGA液晶触摸屏。这种改进不仅提高了现有功率分析器用户的可用性,也大大提高了在智能手机环境中成长的工程师的可用性。当然,像其他型号一样,WT5000也有快速实体键,可以用一个键直接调用相关的功能设置。测量范围的设置键,包括数据保存键,使用非常频繁,因此这些键也作为快捷键设置。“大屏幕液晶触摸屏和快捷键为我们的客户提供了出色的可用性。”

“一台WT5000主机最多可以有7个电源输入单元。这种多输入功能可以扩展我们的应用,提高我们的测量效率。WT5000可用于测量电动车辆的DC信号和两组三相控制器的信号。此外,我们提供了两种输入单元,一种是30A,另一种是5A。客户可以为其应用程序选择最佳模块配置。”他说。

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在电机和变频器的测量中,用户通常需要测量机械参数,包括扭矩和转速以及电功率,以评估系统的效率。在一台主机上,WT5000最多可以测量4组扭矩和转速。这个特性对于评估电动汽车的轮毂电机非常有用。它还可以测量同步电机的电角度。在这个例子中,WT5000最多可以测量2个电机。

此外,它的双谐波测量功能可以同时对两种不同的基波信号进行谐波测量。此功能使客户能够同时测量功率转换器输入和输出端的谐波。支持0的基频。1Hz至300kHz,这意味着它涵盖了从电驱动频率到无线充电频率的测量。

它还具有同时测量全带宽功率和谐波的功能。WT5000有两种数字低通滤波器,一种用于功率测量,另一种用于基波/谐波测量。这种数字并行路径结构是同时测量全带宽功率和基波/谐波的理想方法之一。这个强大的功能是通过FPGA数字技术设计的。

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WT5000的主要规格包括: 10MHz ( - 3dB,典型)的电压频率带宽和5MHz ( - 3dB,典型)的电流频率带宽;数据存储的内部存储,标准为2GB,最多可选择32GB。PC端的免费软件WTViewerEfree可以从网站下载。

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其主要目标市场是电力电子设备的研发,包括:

公共交通,如电动汽车、插入式混合动力汽车、燃料电池汽车和火车

工业设备,如变频器、电机和变压器

? 太阳能和风能等可再生能源

办公室设备和家用电器,如空调和冰箱

IT数据中心设备,如服务器、路由器和交换机

发光二极管照明

电动汽车、可再生能源(光伏发电)和电力变压器的评估是WT5000最典型的三种应用,具有以下特点。

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“总而言之,高精度功率分析仪WT5000是下一代具有最佳精度和功能的功率分析仪。我坚信这款新一代功率分析仪将是您可持续发展的最佳合作伙伴。”岩泽长总结道。

强大的产品还需要得到完善的本地服务的支持。井上信诺介,上海恒和国际贸易公司常务董事。有限公司。,介绍了该公司在当地提供的服务及其在新能源汽车开发中的应用。

井上信诺介说,横河的座右铭是,自20世纪70年代在中国创业以来,如何为中国做出贡献。“我们希望与中国客户进行更深入的合作,为节能相关领域做出更大贡献,如电动汽车、替代能源、电机、变频器、铁路、机器人和家用电器。“

恒和计量部于2000年在中国正式成立了一家独资公司。多年来,中国的工业也经历了一些变化,从过去注重数量转变到现在注重质量。“因此,我们也在尽最大努力为客户提供更准确、更全面的解决方案。”他指出。

为了更好地支持客户,横河也在提高其服务水平。除了日本,该公司还在中国和其他国家设立了校准和维护服务中心,为当地客户提供专业服务。

在中国,我们还与一些国家计量机构(如国家计量研究所)合作,分享高精度测量和计量方面的技术和经验。“今年,横河通过了新的CNAS认证,可以校准十种测量仪器。这也证实了我们的技术和服务水平。“目前,我们99 %的产品可以在上海本地修理,”他说。”

为了保持测量的准确性,公司可以提供高水平的服务,如校准测量、调整和维护,甚至现场校准服务。目前,它可以根据ISO/IEC-17025对AC / DC电压和电流、功率、数字万用表、数字示波器和光功率、光波长和光谱进行CNAS认可的校准。“如果客户对电源精度有要求,我们可以将CNAS认证放在校准证书上,这也是我们为中国客户提供的价值。”他补充道。

“除了符合中国的计量标准之外,我们(中国分公司)还拥有与日本工厂相同的特殊校准系统。他指出,“通常我们说功率精度在工作频率,但是我们的设备高达1兆赫兹,所以如何校准非常重要。”。在这方面,我们与日本工厂保持一致。"

除了横河自己的测试和测量产品之外,该公司还提供与电动车辆和电机相关的其他制造商的测试产品,例如METRON公司的测试系统(在磁性测量领域众所周知)和DTS INSIGHT公司提供的RAMScope软件,该软件可以在RAM中获取数据,而不会中断产品(如ECU )的运行。

“我们希望与高级供应商合作,为客户提供解决方案,并为中国的创新做出贡献。我们也有专业的合作伙伴为客户提供完整的解决方案。”他总结道。