印刷电路板定子最大限度地提高电机应用的效率

Infinitum Electric 是一家总部位于德克萨斯州的公司，成立于 2016 年，其使命是为电力革命提供动力，该公司已获得一项旨在改变电气化格局的定子技术专利，允许更智能、更轻、更安静的电动机和发电机具有无与伦比的效率和耐用性。

每年消耗 25 万亿千瓦时的电力，其中 53% 是由传统电动机消耗的。因此，在减少碳足迹的同时最大限度地提高效率是一项强制性任务。

Infinitum Electric 联合创始人兼首席执行官 Ben Schuler 在接受 EE Times 采访时表示：“能够逐步提高效率，可以对全球范围内的电力消耗产生巨大影响。”

Infinitum Electric （IE）开发了一种超紧凑、高效的电动机，可实现重量减轻高达 50%。获得重量更轻、尺寸更小的电机所采用的方法是减少金属的使用，将经典的定子转变为真正的印刷电路板 （PCB）。该解决方案除了可以节省质量和尺寸外，还有望减少铜和铁的使用。

“我们已经消除了定子中存在的所有外部铁和铜绕组。铜电路集成到单个印刷电路板中，从而减少了与磁芯相关的能量损失，”Ben Schuler 说。

印刷电路板 （PCB） 定子还允许将传感器和其他电子元件直接安装在同一 PCB 上，这与必须单独安装附加元件的传统电动机不同。定子集成了整个线圈，凭借在所有点上保持均匀的热膨胀系数，保证了更高的效率（比普通电动机的效率至少高 2%，效率已经达到 95%）和持续时间。

除了与传统解决方案相比减轻 50% 的重量外，IE 印刷电路板定子还能够消除转矩脉动。这方面非常重要，因为它反过来允许获得更安静的发动机，即使在低转速下运行时也是如此。此外，印刷电路板极大地改善了铜导体的绝缘性，保护它们免受潜在短路或其他故障的影响。似乎这还不够，IE 开发的印刷电路板定子便宜 15%，并且没有齿槽转矩，与铁芯相比，这可以延长驱动系统的使用寿命并降低高达 15 dB 的噪音发动机。

Infinitum Electric 开发的专用软件应用程序 IE AutoFLUX 简化并加速了新型印刷电路板电机的设计和开发阶段。事实上，IE AutoFlux 电机设计软件使用户能够输入应用要求（如尺寸、速度、功率、性能和成本），根据这些要求评估设计选项，并自动生成用于生产的印刷电路板设计文件几分钟内。

IE 产品系列

Infinitum Electric 产品组合包括三个器件系列：

IEs，一个通用系列，用于解决风扇、泵和压缩机等应用。该产品系列提供 5-15 马力 （HP） 范围，提供市场上最全面的电动机系列，具有同类领先的效率和物联网功能，且重量减轻 50%，体积更小。显着降低的噪音使其成为市场上最安静的电机系统

IEm，移动系列。当功率密度和性能最重要时，IEm 系列以很小的物理重量提供卓越的性能。去除传统的叠片定子铁芯显着减少了质量，消除铁芯损耗将效率提高到其他方式无法达到的水平。该产品线适用于汽车、航空航天、动力运动和海洋行业的各种推进和辅助应用

IEh，消费产品系列，用于吸尘器、洗碗机和消费电器等应用。定子叠片铁芯的去除消除了齿槽效应和转矩脉动，从而大大降低了噪声。集成电子设备和嵌入式物联网电路使电机与外界保持连接

IEx，危险应用系列。IE 电机的设计符合 Class 1/Div 1 和 Class 1/Div 2 应用。IEx 系列本质上是防火花的，并且比类似的危险等级产品更具成本效益。获得专利的印刷电路板定子产生完美对称的定子绕组，均匀且完全绝缘，从而实现更高的可靠性和更长的使用寿命。IEx 系列适用于氢气、天然气、石油和化工行业的各种泵和鼓风机应用

IEQ，一个具有物联网和高级驱动功能的智能电机平台。IEq 平台是一个有远见的产品，包括尖端的电机控制器、行业领先的通信选项和以用户为中心的云功能。

IEs 系列电机产品线最近扩展了新的功率和框架尺寸，以更好地满足风扇、泵、压缩机、输送机和通用应用的要求（图 2）。Infinitum Electric 的 IEs 系列产品线现在提供 5-15 马力 （HP） 范围。通过将功率范围扩大到 7.5 和 10 马力以上，Infinitum Electric 正在提供市场上最全面的电动机系列，其具有同类领先的效率和物联网功能，其封装比传统电动机轻 50%，更小，并且明显更安静。

Infinitum Electric 创始人兼首席执行官 Ben Schuler 表示：“在我们 IE 系列为 HVAC 行业领先制造商取得成功的基础上，我们很高兴能够通过一系列引人注目的更高效率、轻型电机进一步推动创新。“扩展功率和框架选项为更广泛的用例开启了设计可能性。现在，风扇和泵设计人员可以利用 IE 系列的低噪声特性、更轻的重量、更小的尺寸和更高的效率来区分他们更多的下一代产品。”

IEq 电机控制器是采用超高效碳化硅 （SiC） 技术的变速驱动器。IEq 控制器物理集成到 IE 和 IEx 系列电机中，形成适合直接驱动应用的紧凑型电机驱动包。

“为了支持变频驱动 （VFD） 控制，我们必须以非常高的开关速率驱动电机，我们选择使用能够以高达 200 kHz 的频率进行开关的超高效率碳化硅器件，”本舒勒说。

集成电子设备和嵌入式物联网电路使电机能够与外界保持连接，提供数据收集和性能监控。云平台提供对电机性能和运行的实时洞察，支持远程监控和无线 （OTA） 固件更新。

审核编辑：彭静