增加电机控制应用的能效和可靠性

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1、增加电机控制应用的能效和可靠性电机驱动系统(EMDS)(1)是使用电能最多的单项应用，能源使用率是照明应用的两倍。经估计，这些系统占全球能源消耗的40%至50%。到2030年，预计对电机的需求将翻倍，且与此相关的CO排放量将增长超过40%。2EMDSEnergyConsumptionbySector80%69%70%64%60%50%38%39%40%30%22%20%20%13%10%3%0%IndustrialCommercialResidentialTransportationandAgri

2、cultureSectorElectricUsage%ofallEMDSUsageEMDSElectricUsage%ofTotalSectorElectricUsage区域市场趋势在中国，仅电机系统每年便消耗6,000亿千瓦时的电能，占中国用电总量的50%以上。受限于设计，中国的电机在效率方面相比美国和加拿大的同类设计平均要低2-4%。中国的风扇和电泵能效亦比发达国家低大约3-5%。更严重的是，马达，风扇，电泵，空气压缩机和其他马达驱动设备的使用频繁，但却很少关注系统能效。更佳的设计—包括合适的

3、尺寸和速度控制策略的利用—可降低很多应用20%甚至更多的电能使用量。来源：中国电机系统节能专案：降低中国电机系统能耗的主要国家倡议作者：StevenNadel，WangWanxing，PeterLiu，AimeeMcKane印度在1980年至2003年间，人均实际电能消耗翻了三倍多—从140kW至500kW，预计到2012年还将增长至大约800kW。主要用于工业和农业的电机用电占总电能消耗的35%。来源：undp.org在欧盟，最新颁布的法规—包括生态设计指令(2)和电机规范条例(3)—试图禁止低

4、能效电机，并进一步达成建立可持续发展的环境和减少CO排放的目标。这些欧盟法规中罗列的电机等级具有通过一流的电机设计技巧进一步将能效增加20%-30%2的潜力。(1)来源：电机驱动系统的能效政策机遇，国际能源机构，2011年(2)2005年第32号框架指令：欧盟议会与理事会下属欧盟委员会于2005年7月6日起草使用电能产品的生态设计标准实施框架(3)欧委会(EC)2009年第640号指令于2009年7月22日发布，实施2005年第32号指令（欧盟议会与理事会下属欧盟委员会关于电机的生态设计标准，文本

5、与EEA有关）fairchildsemi.com1所有这些区域性统计数据都有一个共同点，即通过发布指令的强制手段，非强制手段和系统/元器件性能改进的手段，降低电机驱动器，马达和负载的功耗需求，从而达到在全球范围内大幅降低电机能源需求的能力。以区域划分的主要电机应用包括：•住宅：冰箱和空调，电扇，电泵，厨房用品，洗衣机和干衣机，电脑，园林工具和电器HVAC/HeatRefrigeratorMicrowaveComputerWasher/DishwasherDryer•商业：暖气和空调(HVAC)，大

6、型电脑，自动扶梯和电梯，吊机和起重机，以及工业级洗衣机，清洁与烹饪设备EscalatorHVAC/HeatComputerswithMonitorsElevatorServersIndustrialLaundryPumps/Boilers•交通：电动火车，卡车，汽车，摩托车和相关冷却/通风系统，以及流体泵和伺服系统SmokeStacksTransmissionLineElectricCarsPowerGeneratingStationHighSpeedElectricTrain•工业：电泵和风扇，

7、气体与液体压缩AirCompressionFansPumpsLiquidCompressionfairchildsemi.com2电机的种类交流感应电机(ACIM)通常由60Hz线路电压驱动。ELECTRIC噪声和峰值电压相对较小。然而它有缺点：电机仅能MOTORS以单一速度供电运行（一般通过变速箱或其他手段减速，能效较低，是机械方式），并且电机启动时的浪涌电流通常是稳态电流的5-6倍。这些直接由线路驱DCAC动的ACIM电机平均具有大约44%的能效，并在很MOTORSMOTORS多工业应用，家用

8、电器和工厂中被采用。EC-PMBrushedUniversalSynchronusInductionBusinessSeriesShuntCompundPermanentSingle-PhaseThree-PhaseWoundWoundWoundMagnet变频式ACIM由于通过VFD（可变频率）驱动，因此变得必要。变频电机可承受VFD产生的较高电压尖峰，并且可无过热地运行在极低的速度下。由于变频电机比通用电机贵得多，获得该性能需付出相应代价。有刷直流电机通常用于成本敏感型应用，这