二十多年來(lái)，電機(jī)電能效率一直是全球能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)。這是全球共同努力的一部分，旨在通過(guò)增加電能利用率以及 使用可再生源發(fā)電，達(dá)到最大程度減少碳排放的目的。早期的電機(jī)效率法規(guī)是自愿的，但很快這些法規(guī)就變成強(qiáng)制性的了，并 且每 5 至 10 年就會(huì)提高最低能效水平要求。鼠籠式感應(yīng)電機(jī)(SQIM)自人類(lèi)普及用電之后便一直是工業(yè)的主力軍，因?yàn)樗谥?接連接三相交流電源后便可開(kāi)始工作。當(dāng)前的 IEC 標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)功率額定值將這些電機(jī)的效率分為各種等級(jí)，范圍從標(biāo)準(zhǔn)效率 (IE1)到超頂級(jí)效率(IE4)。今天，IE3 頂級(jí)效率在世界上最大的工業(yè)區(qū)內(nèi)是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，這些地區(qū)包括歐盟、美國(guó)、中國(guó)和日 本。廠商并沒(méi)有抗拒這一變化，因?yàn)樵陔姍C(jī)的壽命期間，電機(jī)的資本投入只是電費(fèi)的一小部分。哪怕將頂級(jí)效率電機(jī)替換為 15 kW 超頂級(jí)效率 IE4 電機(jī)，其額外的成本也會(huì)在兩年內(nèi)通過(guò)節(jié)約的電費(fèi)收回。電機(jī)效率要求的這種趨勢(shì)迫使很多設(shè)備制造 商拋棄直接離線電機(jī)，轉(zhuǎn)而使用基于逆變器的解決方案。這些解決方案的各種架構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)和信號(hào)隔離要求是本文所要討論的 主題。 SQIM 制造商目前為止一直將更為嚴(yán)格的法規(guī)視為市場(chǎng)機(jī)遇。頂級(jí)效率和超頂級(jí)效率電機(jī)的材料、設(shè)計(jì)、制造成本相比標(biāo)準(zhǔn)效 率電機(jī)更高，但市場(chǎng)售價(jià)也更高。然而，最新的效率分類(lèi)等級(jí) IE5 和 IE6 將對(duì)電機(jī)制造商造成不少困擾。電機(jī)專(zhuān)家相信，要設(shè) 計(jì)線路連接式的 SQIM 來(lái)滿(mǎn)足高于 IE4 的效率等級(jí)——尤其是較低功率范圍(de Almeida)——將會(huì)是十分困難且成本高昂的。 極有可能只有逆變器連接式電機(jī)才能滿(mǎn)足 IE5 或更高的效率等級(jí)。永磁同步電機(jī)(PMSM)通常用于超高效率應(yīng)用，但稀土轉(zhuǎn)子 磁體的成本和獲取性是個(gè)問(wèn)題。最新的軸向電機(jī)設(shè)計(jì)中使用鐵氧體磁珠或新的磁體材料，這些材料是為滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的電動(dòng)汽 車(chē)市場(chǎng)而開(kāi)發(fā)，可緩解這些問(wèn)題。此外，人們正在考慮針對(duì) IE5 效率等級(jí)驅(qū)動(dòng)(ABB)采用同步磁阻電機(jī)(SRM)。SRM 既沒(méi)有 轉(zhuǎn)子繞組也沒(méi)有磁體，能以較低的成本實(shí)現(xiàn)高效率，框架尺寸與同等功率額定值的 SQIM 相當(dāng)。