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电机控制向高精度和平台化演进

—— IC性能提高一点点,电机效率及噪声改善就会是一大步
作者:王莹时间:2012-03-12来源:收藏

当前,国内本土变电器/控制厂家做的产品已经接近国外先进产品,无论从外观和性能都差不多,但是在效率和噪声、平稳性方面还是差那么一点点。同时,本土厂商也希望产品更快上市。为此,半导体供应商正在改进其芯片(MCU/DSP与信号调理等)与开发平台,以提高控制效率和精度。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/130083.htm

目前,在控制领域,活跃着二十几家半导体厂商。虽然竞争,但是由于“这个市场较大,足够这些厂商发挥。” 技术业务经理张松钢告诉《电子产品世界》编辑。

                       精度提高策略
国内目前、电流盘控制基本是10~12位精度,等半导体供应商正在把此控制精度提高到12位以上。然而,仅这一点点的提高,电机控制的效率以及电机噪声的改善就会是一大步。

                    生产率提高策略:平台化
平台化的优势是可让设计重复应用,同时可快速切入市场。

然而,由于电机控制涵盖的领域很广,平台化的同时又要保证效率提高,对各半导体厂商是一个很大的挑战。

为了方便设计,很多半导体公司努力推出高端的软件平台,从软件上进行调整。因为硬件平台各家基本一致,对于不同的算法和过程目标及要求会有一些改变,这种情况下,就需要在软件上给力。就推出了一个演示,是怎么把图形化的软件直接跟DSP开发系统结合在一起,通过仿真结果,直接在处理器上实现。

半导体公司市场部产品经理丁洁早也认为软件是平台化的关键。他说:“从硬件来看,完全没有问题,只不过给客户提供软件时,要根据不同的电机提供不同的控制(算法)策略。“

                       平台化的可行性分析
据张松钢介绍,虽然电机千姿百态,但大同小异宗,70%~80%结构相似,原理上是怎么把这个电机旋转起来,定子是固定的,由定子产生旋转磁场,转子跟随旋转磁场旋转。因此所有电机共性的地方就是产生磁场。磁场的波形可以是T型或方波等。感应电机会产生感应磁场,因为它会有一个差,转子和定子永远有一个小的差,所有直流误差(其实是直流特性交流控制的)产生的波形是T型波。因此,波形也是相似的。所以常用的几种电机可以用一个平台来实现。

另外,所有的电机,基本上控制的量有3~4个环,从最里边的速度环,到电流环、电压环。如果想做精确位置控制,在电机连线上的电流及电压等量也需要检测,还要检测转子相应的位置。所以作为整个电机控制平台,除了功率驱动,还需要实现电压和电流检测,便可以完成速度环、电压环、电流环的控制。

因此把上述元素可以组成一个完整的平台,客户在最终做产品的时候,可以根据不同的需求进行裁减,针对具体的对象,例如如果是感应电机,就用感应电机算法做。

图 电机和控制平台(来源:ADI)

                               ADI的方案
工业占ADI将近一半业务,电机领域ADI自然也十分重视。目前,ADI在整个电机和控制当中,除了功率器件不做外,其他所有相关信号调理的电路都做。尤其国内目前在信号检测、电流/电压检测以及位置检测方面,ADI具有一定的优势。处理器(电机控制)和电源控制方面,ADI近几年已规划了一系列的产品,预计今年下半年或明年推出。



关键词: 电机 电源 ADI 富士通

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