LF 能源和索尼計算機科學(xué)實驗室?guī)讉€月前宣布了一個名為 Hyphae 的項目,這是一個微電網(wǎng)計劃,旨在實現(xiàn)可再生能源的點對點分配自動化。這樣做的目標(biāo)是讓微電網(wǎng)更高效,使整個電網(wǎng)更加碳中和,只是為了留在頁面上,在關(guān)于能源的同一頁面上。但這是你的項目之一。你能告訴我你在規(guī)劃的其他項目是什么嗎?未來我們最有可能看到開源微電網(wǎng)部署在哪里?
我們現(xiàn)在討論能源,特別是能源在開源方面的未來。為了減緩和阻止氣候變化,我們必須將排放量減少到零。為此,我們需要徹底改變我們的能源系統(tǒng),只生產(chǎn)可持續(xù)和可再生能源。我們還需要可持續(xù)且更可靠的電網(wǎng),能夠以最佳方式結(jié)合不同的可再生能源。
當(dāng)我們展望未來 100 年的經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展方向時,電力電子將成為未來的關(guān)鍵部分。如果你看看過去 100 年左右,我們的工業(yè)化是基于化石燃料,無論是我們的家庭、工業(yè)、工作場所還是流動性,它們都基于碳基燃料:石油、天然氣煤……在過去 100 年中顯著的碳排放。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機控制應(yīng)用?當(dāng)然有很多選擇可供選擇,每一種都具有獨特的優(yōu)點和缺點。在關(guān)于該主題的最后一篇文章中,我們將討論直流和交流電機的再生。由于電動和混合動力汽車的普及,這在過去十年中已成為一個更加相關(guān)的話題。在這些應(yīng)用中,再生發(fā)生在直流母線中,最終連接到車輛中的直流電池組。但我們將在這篇文章中看到,我們也可以將其再生回交流電源,例如交流電網(wǎng)。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機控制應(yīng)用?希望到現(xiàn)在為止,您已經(jīng)了解 PWM 過程的用途有多么廣泛,以及該過程中的細微變化如何對電機性能產(chǎn)生巨大影響。在之前有關(guān)該主題的文章中,我僅討論了適用于 H 橋中直流電機的技術(shù)。但在這篇文章中,讓我們將討論擴展到多相電機。要將這些技術(shù)應(yīng)用于三相逆變器,我們所要做的就是再添加一個半橋。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機控制應(yīng)用?到目前為止,您可能已經(jīng)猜到?jīng)]有“一種”PWM 技術(shù)對所有應(yīng)用都是最佳的。但是我們今天要討論的技術(shù)非常接近。它被稱為單極 4 象限 PWM 技術(shù)(形式 II)。
那么,哪種 PWM 技術(shù)最適合您的電機控制應(yīng)用?到目前為止,我們已經(jīng)研究了三種不同的 PWM 技術(shù)。有些可以將能量再生回直流電源,有些則不能。但它們都有一個共同特征:單極電壓波形。換句話說,對于任何給定的 PWM 周期,電機電壓波形在 Vbus 和地之間或 –Vbus 和地之間轉(zhuǎn)換。在這篇文章中,我們將研究雙極PWM 技術(shù)的主張。對于每個 PWM 周期,電機電壓波形在 Vbus 和 –Vbus 之間轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生的電機電壓波形幅度是單極 PWM 的兩倍。為此,我們將連接 H 橋。
PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用,方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。
隨著技術(shù)的進步,我們用來控制電機的技術(shù)也變得越來越復(fù)雜。與稅收不同,這通常是一件好事,因為它可以讓我們的汽車大膽地去到以前沒有汽車去過的地方。但時不時地,我認(rèn)為退后一步,只見樹木不見森林是有益健康的。您的應(yīng)用程序是否真的需要超快速的扭矩響應(yīng)和層層疊疊的觀察器才能完成工作?就像我的稅收一樣,你真的需要使用復(fù)雜到必須聘請電機控制專業(yè)人員為你做的技術(shù)嗎?難道您不想使用一種可以讓您全神貫注的技術(shù)嗎?有時候,越簡單越好!這就是我對 InstaSPIN-BLDC? 如此興奮的原因!
Tokamak Energy 正在研究使用球形托卡馬克和高溫超導(dǎo) (HTS) 磁體的組合進行聚變。據(jù)托卡馬克稱,新電力電子設(shè)備的測試顯示效率是之前系統(tǒng)的兩倍。 Tokamak Energy 宣布創(chuàng)建并全面測試低溫電力電子技術(shù),以實現(xiàn)其超導(dǎo)磁體的高效運行。該公司正致力于結(jié)合使用球形托卡馬克和高溫超導(dǎo) (HTS) 磁體進行聚變。據(jù) Tokamak Energy 稱,新電力電子設(shè)備的測試表明,其效率是之前系統(tǒng)的兩倍,從而大大降低了冷卻 HTS 磁體所需的功率,從而降低了未來聚變發(fā)電廠的成本——這對于商業(yè)化和規(guī)?;陵P(guān)重要技術(shù)。
集中式太陽能從太陽獲取熱量并利用它來發(fā)電,并為熱驅(qū)動過程提供動力。在一個典型的系統(tǒng)中,太陽加熱熔鹽,熔鹽產(chǎn)生蒸汽,蒸汽推動電動渦輪機。對于相對較少的額外成本和很少的效率損失,人們可以將已經(jīng)熱的鹽儲存在一個罐中,并在太陽落山后用它來發(fā)電。存儲非常重要,因為它意味著下游加工設(shè)備在太陽落山后不會閑置,閑置設(shè)備會燒錢。此外,當(dāng)惡劣天氣耗盡存儲空間時,人們可以在聚光太陽能發(fā)電廠燃燒天然氣或煤炭,以加熱熔鹽或蒸汽,并繼續(xù)運行。
對電力電子系統(tǒng)的測試是必不可少的,但它們不可能都在硬件中進行。工程師可以使用電路運行的虛擬仿真,尤其是缺陷、問題和意外事件的仿真,獲得逆變器的精確運行模型。為了幫助他們解決這個問題,NI 宣布了新的解決方案和合作,以改進電動汽車驅(qū)動逆變器開發(fā)的測試環(huán)境和工作流程。
銅和鎳等基本原材料的高價格反過來又推高了電線和電纜組件的價格。這些組件的價格上漲——這對各種能源部門設(shè)備至關(guān)重要——可能會對能源部門產(chǎn)生重大影響。
全球二氧化碳 (CO2) 排放量正在增加。為了解決這個問題,我們需要將綠色能源的成本降低到低于煤炭、石油和天然氣的水平。 在與政府官員討論氣候變化時,他們有時會問我,“我該如何解決這個問題?” 我告訴他們我們需要像亨利·福特那樣思考。1900 年,汽車是手工制造的,一次制造一輛,福特通過自動化流程來降低成本。今天,我們像 1900 年處理汽車一樣處理氣候變化:一次一輛。因此,全球范圍內(nèi)的二氧化碳 (CO 2 ) 排放量正在增加。為了解決這個問題,我們需要將綠色能源的成本降低到低于煤炭、石油和天然氣的水平。世界各地的客戶隨后會轉(zhuǎn)而使用它來省錢。為了降低綠色能源成本,我們需要自動化。
傳統(tǒng)的內(nèi)燃機 (ICE) 功能強大,但它們無法釋放有限的排放物。內(nèi)燃機只能將儲存在汽油/燃料中的能量的 17%-20% 轉(zhuǎn)化為車輪。與此同時,電動汽車 (EV) 因其對環(huán)境安全的特性而蓬勃發(fā)展。它們具有零排放,并且由于燃油價格上漲而更加可靠。它們可以在充電站以特定的充電速率充電,即根據(jù)要求進行快速或慢速充電。