技术突破：高品质、低能耗

我们的产品在不同的应用场景中都凸显优势：在机床领域，可控制较低的电机发热量，从而提高加工质量并延长轴承寿命；对于涡轮压缩机而言，我们的变频器可以提升系统效率并显著降低能耗。这一系列的技术优势让客户和西伯麦亚实现双赢，并最终使客户得到最大的成本优化。

“变频器造成的所有损耗中，大约90%出现在转子中，并且会使电机产生大量破坏性热量。”  SIEB & MEYER AG西伯麦亚股份公司首席技术官Torsten Blankenburg先生解释道：“此外，高速电机的小转子体积会导致额外的温度问题。”这些问题最终将在设备运行和生产过程中产生诸多负面影响。

SIEB & MEYER西伯麦亚SD2x变频器的创新控制过程可在电机的电流中明显产生更多的谐波频率。通过变频器中高度复杂的开关流程使电机的发热相应减少。电机温度的显著降低对滚珠轴承的使用寿命产生积极影响，并可显著提高加工质量。SD2x变频器的另一个备受欢迎的产品优势：由于SD2x变频器功耗相对较低，在客户设备在长期运行的情况下，可以大幅度节省设备系统的运营成本。

究竟如何才能提高电机电流的质量呢？“所有偏离理想正弦形式的电流都会在电机中产生损耗，”Blankenburg先生解释道，“此电机电流分量由变频器产生，表现形式为叠加在正弦电机电流上的纹波电流。” 由此产生的纹波电流取决于开关频率、转换器直流电压以及很重要的一项：电机电感。小电感会导致大纹波电流，这在高速同步电机的中尤其不利，因为其中电感的设计非常小。由此产生的转子发热会对转子稳定性、永磁体和轴承产生极端影响。电机的额定转速越高，遇到的问题就会越多。

为避免这种问题出现，LC 滤波器通常被用于具有两级脉宽调制 (PWM) 和低开关频率的标准变频器。此解决方案由无源电子元件单独组成，要么只消除转换器输出的脉冲模式的开关边沿（du/dt 滤波器），要么甚至实现近似正弦的电机电压和电流。然而，使用LC滤波器必须要考虑到额外的成本、额外的空间要求和重量、以及效率的损失。此外，LC滤波器必须提前针对不同的应用场景进行相应设计，这既费时又费力。

最优替代方案：使用 SIEB&MEYER西伯麦亚的SD2M变频器所基于的三电平技术。此技术与两级变频技术的情况相比，输出级的功率半导体仅以一半的电压充电。所以在我们的变频器中，可以使用专为显著降低电压而设计的功率半导体，该技术的优势可以让开关速度更快。优化成果：输出级的开关损耗更少，开关频率可显着提高！另一方面，与二级变频技术相比，我们的技术可使电机只加载了50%的电压跳变。通过单独使用三电平技术，转子中发生的损耗就可减少约 75%。如果在应用中，加上复杂优化设计的开关频率提升系统，则转子中产生的损耗最多可减少90%！并且用户可以不必再使用LC滤波器！

拥有三电平技术的SD2M变频器，在进入市场后的几年里，已经书写了真正的成功：例如，SIEB&MEYER 西伯麦亚在高速涡轮机领域的系列业务——涡轮鼓风机、涡轮压缩机和涡轮发电机方面赢得了众多新客户。SD2M变频器也是机床或测试台应用的首选，它能以最小的空间需求、低系统成本和达到的高效系统性能，给人留下深刻印象。SD2M变频器的创新三电平技术设计用于高达 432 kVA 的输出功率和高达2000 Hz 的旋转场频率。为了不断优化客户定制系统，西伯麦亚最近再次扩展了SD2M的性能。现在SD2M变频器可以实现电机电流高达650A的个性化客户解决方案 - 可选择基于空气冷却或液体冷却。

SIEB & MEYER西伯麦亚近期展示了新的SD4x开发平台，公司现在正在基于该平台开发面向未来的产品系列。此系列产品支持新的接口并提供了许多附加功能。用户受益于更高的应用速度，以及其显著提高的性能。得益于集成的位置控制器，SD4x产品还可以进行独立的高精度定位；与SD2x系列相比，速度和电流控制器保持不变。“此产品的应用目标是动态驱动高转速电机，并且让功率损失更少，”Blankenburg先生阐述道。“这就是为什么我们现在还支持24和32kHz 的 PWM 开关频率。” 为了对正弦信号进行更精细的调制，现在还集成了32、48和64kHz 的换向角控制。通过此点优化，可产生几乎最佳的正弦波，并且转子中几乎没有损耗。由PWM引起的功率损耗可以最小化。总体而言，使用此项最先进的技术实现了几个目标：更高的速度、更低的电机发热（无需正弦滤波器）、更低的运营成本和全面优化的性能。