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电机驱动走向高效节能

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作者:王莹时间:2013-08-28来源:电子产品世界收藏

  正弦波无传感器直流变频控制技术是主流

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/164380.htm

  瑞萨电子通用和SoC产品中心经理刘涛介绍道,应用的一个技术主流趋势是在正弦波无传感器直流变频控制技术上。如何通过先进的变频控制达到空调的多功能、高舒适性、低噪音低振动以及最关键的提高能效比,是目前市场上最为关心的问题。目前源于各大先进半导体公司及应用厂商的共同努力,正弦波无传感器直流变频控制技术已经得到了广泛的应用和普及,其优越性得到了市场的一致认可。接下来需要解决和改善的方向主要有:进一步完善控制算法,提高效率,降低振动及噪音,提升可靠性;直流电机本体的性能提升和降低成本;半导体厂商和电机厂商的配合,通过先进的产品推动直流变频时代的快速前进。

  精确的位置控制及电流控制

  在现代电机应用领域,工业伺服将扮演越来越重要的角色,对于电机控制的要求,已不仅仅停留在满足要求的通用变频器及速度控制,而越来越多的应用与领域需要精确的位置控制及电流控制;无论是工业生产线、工业自动化设备及机械设备,还是智能物流及机器人,都已将伺服控制作为重要的执行器件。相对于家用领域,更多地考虑成本及无传感器控制。而在汽车及交通领域,可靠性将是最重要的因素。

         

  白电的电机三特征

  “,静音,智能”,这将是未来几年白色家电产品的主要特性,Spansion公司的发言人(原富士通半导体微控制器)称,“技术创新,加快开发周期”是目前白色家电厂商产品开发的主要需求。对于家用电器耗能最大的电机,如空调、冰箱的压缩机,洗衣机的电机和风扇的电机,经历了从交流电机到直流无刷电机、永磁同步电机和直驱电机的演变。、提高能耗比是电机发展的主要因素;而减少电机的震动噪音,提供舒适、智能的控制等需求提升则推动电机控制器及控制技术的创新。

  作为电机控制器的核心,芯片也经历着从专用芯片(ASIC)到8位、16位及32位通用微控制器(MCU)/数字信号处理器(DSP)的演变。电机控制算法的提升,不同种类电机的灵活控制,如正弦波矢量控制、闭环控制和无传感器控制、高转速电机控制等需要运算处理能力强、频率高、处理和采样速度快速的微控制器。

  2013年中国白电市场,经过前几年的激励政策和产品推陈出新,变频家电已得到市场认可,变频产品市场份额逐年提升。

  重视细节:处理性能与模拟功能

  “虽然能效是电机控制选择MCU解决方案时需要考虑的一点,但更为重要的是处理性能与芯片上模拟功能的级别。”Silicon Labs公司8位MCU产品市场经理Abhijit Grewal解释道,例如,为了满足电机控制的性能要求,Silicon Labs围绕高速8051内核设计了F85x/6x系列MCU,该内核比同类竞争对手产品速度要高50%。这种高性能支持更加精确的脉宽调制(PWM)、提升电机控制效率、以及能够针对各种电机速度而执行更复杂算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3个独立的高精确度PWM通道,它们具有内置的过电流保护/故障检测能力,特别适用于电机控制和电源等应用。此外,F85x/6x 系列MCU包括一个12位多通道模数转换器(ADC)、两路具有可编程滞后和响应时间的模拟比较器、高精度内部参考电压。该MCU也具有高精确度的24.5MHz低功耗振荡器和低频率80kHz振荡器,从而消除了通常所需的外部时钟或晶体。片上温度传感器简化了系统校准过程,不需要添加额外的片外传感器。多种通信外设(I2C、SPI和UART)也为开发人员带来基于应用需求而选择外设的灵活性。这些片上特性的整合使得开发人员在设计中仅需要极少的外部器件,与竞争对手MCU相比带来更低的系统成本。

  参考文献:

  [1]王莹.电机控制的技术市场动向.电子产品世界,2012(9):10-19
  [2]于鑫,王世臣,杨红梅.基于DSP的直流无刷电机智能控制系统设计.电子产品世界,2013(1):34
  [3]邓少华,孙琦,高强,等.采用STM8S的无刷直流电机控制系统的设计.电子产品世界,2013(1):49
  [4]Ice C.将无传感器BLDC电机控制引入低成本应用.电子产品世界,2012(9):20
  [5]王司瑞,卓晴.智能车模直流电机性能检测方法.电子产品世界,2012(9):75

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