Mitsubishi Electric представляет новое поколение SiC инвертора переменного тока

controller sic mitsubishi electric24 августа 2010 г., Mitsubishi Electric объявила о запуске в октябре кондиционеров оснащенных инверторами с карбидом кремния (SiC), мощными полупроводниками. Эти кондиционеры будут первыми в мире, которые будут использовать SiC инверторы. В ноябре прошлого года компания объявила, что она успешно развивает инверторы SiC, что снижает потери мощности на 90% * 1 по сравнению с обычными кремниевыми (Si) инверторами.

Инверторы - устройства изменения постоянного тока (DC) в переменный ток (AC). Они широко применяются в бытовой технике, включая кондиционеры и холодильники. Бытовые  кондиционеры, при помощи силовых полупроводников управляют двигателем компрессора и являются одним из наиболее энергоемких приборов в доме. Японские производители активно проводят исследования по инверторным технологиям, и добились в этом выдающихся успехов. Инверторы были успешно приняты в серийное производство кондиционеров, начиная с 1980-х годов.

Производители кондиционеров сосредоточены на улучшении элементной базы для повышения экономии энергии, включая теплообменники, аэротермодинамику, компрессоры и электронику. В области технологии электроники, производители достигают нижнего предела потерь устройств Si. Инновационное устройство SiC в состоянии преодолеть этот предел. Устройство от Mitsubishi Electric, которое использует диоды SiC, снижает потери мощности на 15% по сравнению с обычными Si устройствами. Mitsubishi Electric в настоящее время использует эти устройства в некоторых своих кондиционерах. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить потери энергии, а также сокращает время переключения и повышение рабочей температуры. Эти преимущества могут быть получены с простой замены и способствуют развитию инновационных контроллеров, что не представляется возможным с обычными устройствами Si. В будущем ожидается более высокая эффективность, более компактные размеры, и более высокие частоты.

Согласно Mitsubishi Electric, используя SiC полупроводники как инвертор IC, наружный блок снижает потери переключения приблизительно на 60% по сравнению с обычными Si устройствами. Это помогает уменьшить общую сезонную потребляемую мощность кондиционера мощностью охлаждения 3,6 кВт примерно на 6% по сравнению с кондиционерами 2010 Mitsubishi Electric использующими Si полупроводники. Разбивка экономии энергии заключается в следующем: 1) около 2% экономии от передачи тепла внутреннего блока, 2) около 2% экономии от передачи тепла в наружный блок, и 3) около 2% экономии в управлении компрессором системы с помощью устройства SiC. Это уменьшает сезонную потребляемую мощность кондиционера с рейтингом охлаждения 3,6 кВт.

Mitsubishi Electric подтвердила, что в настоящее время, устройства SiC только внедряется для диодов (шунтирующий диод), но это значительно снижает коммутационные потери в преобразователе. В будущем, компания планирует ввести SiC технологии в ключевых устройствах, которые управляют инвертором, в том числе и в транзисторы IGB.

Простая замена полупроводникового кремния в существующем оборудовании на полупроводниковые SiC приводит к экономии энергии. Принятие SiC устройств улучшает контроль двигателя компрессора, тем самым повышая эффективность. В частности, точность считывания тока для управления двигателем усиливается, что улучшает точность определения положения ротора и обеспечивает высокую эффективность работы компрессора. Для реализации этого, некоторые алгоритмы управления были изменены. Новые технологии SiC в настоящее время приняты только в двух моделях кондиционеров, поскольку в настоящее время, SiC устройства стоят дороже, чем устройства Si. Таким образом, Mitsubishi Electric заявила о своем намерении преобразовать модели, для которых увеличение стоимости приводит к достаточному улучшению производительности * 2.

Японские производители кондиционеров заперты в жесткой конкуренции для разработки продуктов с более высокой энергосберегающей производительностью и SiC технология представляет собой один потенциальный путь для достижения этой цели. Производители в настоящее время разрабатывают технологии SiC, как устройства следующего поколения. Хотя технология рассматривается как имеющий значительный потенциал энергосбережения, стоимость, вероятно, будет основным камнем преткновения. В настоящее время есть много производителей модулей для кондиционеров воздуха, в том числе Mitsubishi Electric, Sanyo, Fuji Electric, и Hitachi. Однако, если SiC устройства становут дешевле и получат более широкое распространение на рынке оборудования, они наверняка станут шире внедряться и в кондиционерах воздуха.

* 1 Мощность потерь при улучшении SiC принимается во всех IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) и диодах (шунтирующие диоды) управляющих инвертором

* 2 Блоки, для которых повышение производительности перевешивает стоимость: Модели в Hi-end класса серии DX, где повышение производительности имеет большое значение

Выбрать и купить кондиционер Mitsubishi Electric в Киеве  

По материалам журнала «JARN», перевод компании «Спектр Климат»