Evaluación de eficiencia y pérdidas de inversores SiC
El reto de evaluar la eficiencia y pérdida de inversores SiC (Silicon Carbide)
Realización de mediciones más precisas con los productos Hioki
cliente destacado
Company S es un fabricante de electrodomésticos que cuenta con algunas de las ventas más altas de cualquier empresa en la industria en todo el mundo. La empresa desarrolla productos y piezas en instalaciones en Japón y suministra electrodomésticos a varios países del mundo. En los últimos años, se ha centrado en el desarrollo de electrodomésticos de bajo consumo y sus productos ofrecen un rendimiento de ahorro de energía sin igual.
Transfondo
La empresa S necesitaba un sistema que pudiera evaluar con precisión la eficiencia y la pérdida de los inversores de SiC.
Los fabricantes de toda la industria de electrodomésticos están trabajando para aumentar el rendimiento de ahorro de energía de electrodomésticos como acondicionadores de aire, refrigeradores y lavadoras. Sin ser una excepción a esta tendencia hacia el desarrollo de productos de mayor rendimiento y más eficientes energéticamente, la Compañía S ha trabajado para aumentar el rendimiento de ahorro de energía de los inversores y motores que desarrolla internamente. Como parte del esfuerzo por reducir aún más el consumo de energía y reducir el tamaño de los productos de alto rendimiento, la empresa adoptó la política de utilizar inversores de carburo de silicio (SiC) de última generación en sus productos. Estos inversores tienen pérdidas bajas a pesar de conmutar a altas frecuencias y hacen una contribución significativa a los tamaños de productos más pequeños. En el futuro, el paso de toda la industria a los inversores de SiC se acelerará a medida que esté disponible un suministro estable de dispositivos de energía de SiC de bajo costo.
Cambio de forma de onda
Sin embargo, los inversores de SiC son más difíciles de evaluar cuantitativamente porque tienen pérdidas bajas a pesar de su operación de conmutación de alta frecuencia. Es difícil medir con precisión la eficiencia y la pérdida de los inversores de SiC con los analizadores de potencia y los sensores de corriente que se han utilizado convencionalmente para evaluar la eficiencia de los inversores. Para avanzar en el desarrollo, la capacidad de medir con precisión la eficiencia de conversión de energía es esencial. Cuando la empresa S midió los inversores de SiC que había desarrollado después de calcular la mejora que se podía esperar de un cambio a una pieza determinada durante la fase de diseño, encontró una divergencia significativa entre esos valores esperados y los valores reales medidos, lo que generó dudas. sobre si las evaluaciones que había realizado en el pasado habían sido precisas. Como resultado, la empresa comenzó a considerar la compra de un nuevo sistema de medición que pudiera evaluar con precisión los inversores de SiC.
Consideraciones clave que llevaron al cliente a elegir Hioki
Capacidad para medir la eficiencia de los inversores SiC y realizar mediciones precisas en una variedad de frecuencias de conmutación
Mida la eficiencia de conversión de energía de los inversores
La eficiencia de conversión de energía de los inversores de SiC supera fácilmente el 95 % en estos días, y los fabricantes están refinando sus diseños en busca de cifras superiores al 99 %. En consecuencia, un aumento de solo el 0,1 % es una mejora significativa, y un error del 0,1 % en los resultados de las mediciones tendrá un impacto sustancial en el desarrollo posterior. De manera similar, la empresa necesitaba un sistema que pudiera medir con precisión el porcentaje restante de pérdida.
La empresa S había estado utilizando analizadores de potencia y sensores de corriente de otra empresa, pero para esta compra realizó un estudio comparativo de los sistemas de medición en función de su capacidad para medir con precisión los inversores de SiC. La empresa también hizo hincapié en el rendimiento que sería necesario para medir con precisión la eficiencia y la pérdida a frecuencias de conmutación aún más altas en el futuro.
Como resultado de ese proceso, la empresa eligió a Hioki como su socio para el sistema porque Hioki tiene grupos de productos con banda de frecuencia amplia, alta resistencia al ruido y alta precisión de medición necesaria para medir con precisión los inversores SiC, y porque la experiencia de Hioki desarrollar, fabricar y vender medidores de potencia y sensores de corriente significa que puede proporcionar sistemas de medición precisos en configuraciones óptimas. Después de medir la eficiencia de un prototipo de inversor de SiC que había construido, la empresa decidió comprar el ANALIZADOR DE POTENCIA PW6001 y el sensor de corriente CA/CC CT6904, que encontró que arrojaron las cifras de pérdida y eficiencia esperadas en una variedad de frecuencias de conmutación.
Cálculos de eficiencia y pérdidas
La decisión se tomó después de que las conversaciones entre las dos empresas arrojaran una explicación técnica convincente de la incapacidad de los analizadores de potencia convencionales y los sensores de corriente para realizar mediciones precisas. Este enfoque fue un proceso importante para la Compañía S.
Beneficios
Medición precisa de inversores de SiC y ajuste fino de las condiciones de funcionamiento óptimas
ANALIZADOR DE POTENCIA PW6001
Sensor de corriente CA/CC CT6904
Al comprar el ANALIZADOR DE POTENCIA PW6001 y el sensor de corriente CA/CC CT6904, la empresa S obtuvo la capacidad de medir con precisión los inversores de SiC y evaluar los resultados del desarrollo en forma de rendimiento mejorado en métricas como la eficiencia y la pérdida de conversión de energía. En comparación con el sistema anterior de la compañía, los valores medidos de eficiencia de conversión de energía del nuevo sistema difieren de los del sistema anterior en varios puntos porcentuales, y sus valores de pérdida difieren en un factor de 4. Además, el nuevo sistema ayuda a suavizar el trabajo de ajuste cuando se realiza un ajuste óptimo. condiciones de operación.
La empresa S está considerando utilizar el sistema en aplicaciones distintas a la medición del inversor de SiC, por ejemplo, en la medición de la pérdida de potencia de los reactores de alta frecuencia instalados en los circuitos. Dado que la alta frecuencia de conmutación utilizada por los circuitos que rodean a los reactores dificulta la medición precisa, la empresa planea utilizar el ANALIZADOR DE POTENCIA PW6001 y el sensor de corriente CA/CC CT6904, que brindan una capacidad excepcional de medición de alta frecuencia, para medir la pérdida en esa aplicación.
Reactor
Si la empresa desarrolla productos con grandes dispositivos de SiC en el futuro, podrá medir la eficiencia de conversión de energía y la pérdida de una variedad de componentes simplemente cambiando los sensores de corriente, ya que Hioki ofrece una selección de sensores de corriente con excelente precisión de medición, resistencia al ruido, y rendimiento de banda ancha (CC a 1 MHz) para corrientes de hasta 2000 A. La Compañía S aprecia la capacidad de usar el sistema en una variedad de aplicaciones mientras limita la inversión de capital.
El nuevo sistema promete ayudar a la compañía a lanzar productos con algunos de los rendimientos de ahorro de energía más altos del mundo.
