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安森美2.2KW变频器方案用于跑步机

发布时间:2017/03/17 11:10           类型: 成功案例

跑步机是健身房及家庭较高档的器材,它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。由于被动地形成跑和走,从动作外形上看,几乎与普通在地面上跑或走一样,但从人体用力上看,在电动跑步机上跑、走比普通跑、走省去了一个蹬伸动作。由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多,可体验不同的跑步环境,如平地跑、上坡跑、丘陵跑、变速跑等,您可根据您的锻炼目的进行选择。电动跑步机按调速方式又可以分为模拟调速和数控调速。

1、方案介绍:
由于跑步机要求的运行速度的调节范围非常宽( 1 : 20 以上),并且跑步机在运行过程中由于跑步运行产生的的负荷特性为脉动负荷,所以,跑步机对变频器的性能要求几乎含盖了变频器所有的主要性能指标:如调速范围、低频转矩特性、稳态转速精度以及动态响应精度。而这些性能指标恰恰是矢量型变频器的主要性能特点和优势。
变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。
变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成的。

2、主要功能参数:

  • 输入电压范围:220V±20%;

  • 输入频率范围:45~65Hz;

  • 输出电压范围:输入电压范围;

  • 输出频率范围:0~600Hz;

  • 负载能力:2.2KW;

  • 以IPM为核心,整机可靠性高;

  • 实现对电机的无冲击平滑起动;

  • 能耗制动,快速停车;

  • 提供多种故障保护功能:过压、欠压、过温、缺相、过流等保护功能。


3、方案核心优势:

  • 选用安森美600V 30A IPM STK581U3C2D-E,简化设计,缩短产品上市时间,提高产品可靠性。

  • 选用1颗900V高压MOSFET BFL4026用于开关电源,提高了开关电源的抗冲击能力,延长产品寿命。开关电源控制器选用成熟的UC23844方案,性能稳定,货源充足,性价比高。

  • 由AE提供完整的软硬件解决方案,保障快速开发。具有独特的算法,解决低频抖动问题。

4、方案应用细分市场:
跑步机、门控、压缩机等。

5、方案框图:
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关键器件

序号 型号 品牌
1 MKV31F256VLH12 立即购买 NXP
2 STK581U3C2D-E ON Semiconductor
3 UC3844 ON Semiconductor
4 BFL4026 ON Semiconductor
5 ACS712 Allegro