Avaliação de eficiência e perda de inversores SiC
O desafio de avaliar a eficiência e perda de inversores SiC (Carbeto de Silício)
Realizando medições mais precisas com produtos Hioki
Cliente em destaque
A empresa S é uma fabricante de eletrodomésticos que possui algumas das vendas mais altas de qualquer empresa do setor em todo o mundo. A empresa desenvolve produtos e peças em instalações no Japão e fornece eletrodomésticos para vários países do mundo. Nos últimos anos, concentrou-se no desenvolvimento de aparelhos com eficiência energética e seus produtos oferecem desempenho de economia de energia insuperável.
Fundo
A empresa S precisava de um sistema que pudesse avaliar com precisão a eficiência e a perda de inversores SiC.
Fabricantes de toda a indústria de eletrodomésticos estão trabalhando para aumentar o desempenho de economia de energia de aparelhos como condicionadores de ar, geladeiras e máquinas de lavar. Sem exceção a essa tendência de desenvolvimento de produtos de alto desempenho e eficiência energética, a Empresa S trabalhou para aumentar o desempenho de economia de energia de inversores e motores que desenvolve internamente. Como parte do esforço para reduzir ainda mais o consumo de energia e encolher produtos de alto desempenho, a empresa adotou uma política de usar inversores de carboneto de silício (SiC) de próxima geração em seus produtos. Esses inversores têm baixas perdas apesar da comutação em altas frequências e contribuem significativamente para tamanhos de produtos menores. No futuro, a mudança em toda a indústria para inversores SiC deve acelerar à medida que um fornecimento estável de dispositivos de energia SiC de baixo custo se torna disponível.
Alternando forma de onda
No entanto, os inversores SiC são mais difíceis de avaliar quantitativamente porque apresentam baixa perda apesar de sua operação de comutação de alta frequência. É difícil medir com precisão a eficiência e a perda de inversores SiC com os analisadores de potência e sensores de corrente que convencionalmente têm sido usados para avaliar a eficiência do inversor. Para progredir no desenvolvimento, a capacidade de medir com precisão a eficiência da conversão de energia é essencial. Quando a empresa S mediu os inversores SiC que havia desenvolvido após calcular quanto de melhoria uma chave para uma determinada peça poderia produzir durante a fase de projeto, encontrou uma divergência significativa entre esses valores esperados e os valores reais medidos, levantando dúvidas sobre se as avaliações que havia realizado no passado foram precisas. Como resultado, a empresa começou a considerar a compra de um novo sistema de medição que pudesse avaliar com precisão os inversores SiC.
Principais considerações que levaram o cliente a escolher a Hioki
Capacidade de medir a eficiência de inversores SiC e fazer medições precisas em uma variedade de frequências de comutação
Meça a Eficiência de Conversão de Energia dos Inversores
A eficiência de conversão de energia dos inversores SiC excede facilmente 95% nos dias de hoje, e os fabricantes estão refinando seus projetos em busca de números acima de 99%. Consequentemente, um aumento de apenas 0,1% é uma melhoria significativa, e um erro de 0,1% nos resultados das medições terá um impacto substancial no desenvolvimento subsequente. Da mesma forma, a empresa precisava de um sistema que pudesse medir com precisão a porcentagem restante de perda.
A empresa S vinha usando analisadores de potência e sensores de corrente de outra empresa, mas para esta compra realizou um estudo comparativo de sistemas de medição com base em sua capacidade de medir com precisão inversores de SiC. A empresa também enfatizou o desempenho que seria necessário para medir com precisão a eficiência e a perda em frequências de comutação ainda mais altas no futuro.
Como resultado desse processo, a empresa escolheu a Hioki como parceira para o sistema porque a Hioki possui grupos de produtos com ampla faixa de frequência, alta resistência ao ruído e alta precisão de medição necessária para medir com precisão os inversores SiC e porque a experiência da Hioki desenvolver, fabricar e vender medidores de energia e sensores de corrente significa que pode fornecer sistemas de medição precisos em configurações ideais. Depois de realmente medir a eficiência de um protótipo de inversor SiC que havia construído, a empresa decidiu comprar o Power Analyzer PW6001 e o Sensor de Corrente AC/DC CT6904, que descobriu que produziam os números esperados de eficiência e perda em uma variedade de frequências de comutação.
Cálculos de eficiência e perda
A decisão foi tomada depois que as discussões entre as duas empresas renderam uma explicação técnica convincente para a incapacidade dos analisadores de energia convencionais e sensores de corrente fazerem medições precisas. Essa abordagem foi um processo importante para a Empresa S.
Benefícios
Medição precisa de inversores SiC e ajuste de condições ideais de operação
Analisador de Energia PW6001
Sensor de corrente CA/CC CT6904
Ao adquirir o Analisador de Energia PW6001 e o Sensor de Corrente CA/CC CT6904, a Empresa S ganhou a capacidade de medir com precisão os inversores SiC e avaliar os resultados do desenvolvimento na forma de desempenho aprimorado em métricas como eficiência e perda de conversão de energia. Em comparação com o sistema anterior da empresa, os valores medidos de eficiência de conversão de energia do novo sistema diferem do sistema anterior em vários pontos percentuais, e seus valores de perda diferem por um fator de 4. Além disso, o novo sistema ajuda a facilitar o trabalho de ajuste ao ajustar o ideal condições de funcionamento.
A empresa S está considerando usar o sistema em outras aplicações além da medição do inversor SiC, por exemplo, na medição da perda de potência de reatores de alta frequência instalados em circuitos. Como a alta frequência de comutação usada pelos circuitos ao redor dos reatores dificulta a medição precisa, a empresa planeja usar o Analisador de Energia PW6001 e o Sensor de Corrente CA/CC CT6904, que fornecem capacidade excepcional de medição de alta frequência, para medir a perda nessa aplicação.
Reator
Se a empresa desenvolver produtos com grandes dispositivos SiC no futuro, ela poderá medir a eficiência de conversão de energia e a perda de uma variedade de componentes simplesmente trocando os sensores de corrente, pois a Hioki oferece uma seleção de sensores de corrente com excelente precisão de medição, resistência ao ruído, e desempenho de banda larga (DC a 1 MHz) para correntes de até 2.000 A. A empresa S aprecia a capacidade de usar o sistema em uma variedade de aplicações, limitando o investimento de capital.
O novo sistema promete ajudar a empresa a lançar produtos com alguns dos mais altos desempenhos de economia de energia do mundo.
