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电机控制技术的最新进步与发展

作者:于寅虎时间:2014-09-03来源:电子产品世界收藏

  技术不断在进步,这是不争的事实。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/262542.htm

  最近两年,电机市场正在从使用低能效的直流电机、步进电机、通用或交流感应电机转向更高能效的无刷直流()电机和永磁同步电机(),这一趋势构成的部分原因是政府法规强制使用符合特定国际能效分类规范(IE1、IE2及IE3)的电机,另外还在于推动高能效电机应用所需的半导体产品价格的快速下降。

  与此同时,电机一直都在朝着高效能,小型化,低成本,高兼容性,结构简单化的方向发展,这催生了更多先进的技术出现,从而不断改变着市场的发展趋势。

更高集成度方案获青睐

  安森美半导体系统方案部智能电源方案分部功率器件产品营销经理Rakesh Parekh表示,客户的策略趋向使用更高集成度的控制方案,这些方案比传统分立器件方案更有助降低总体物料单(BOM)成本、减少方案占位面积,并使系统方案更轻、更高能效及更可靠。

  这一趋势是半导体技术进步的直接结果,技术使半导体产品尺寸更小,及功能集成度更高。这种方法简化系统方案,提升可靠性,省去线缆问题,而且降低噪声。许多半导体公司都在研究紧凑、智能、更轻及更可靠的下一代半导体产品。

  ADI公司市场经理张松刚认为这应该是一个重要趋势,ADI公司早一代的电机控制处理器就已优化可以满足控制与电机一体化的设计。就目前的发展看,更多的控制功能将集成到电机控制一体化中,像位置检测及伺服功能模块化、伺服电机及伺服控制集成化等都会很快实施。在这个趋势中,对半导体芯片的要求将是高可靠性、简约设计及功能集成、小型化、宽温度范围等多项新要求。

  国际整流器公司(IR)应用工程部高级经理Wibawa Chow表示,将电力电子控制单元和电动机整合到一起有助于削减生产成本,对提升电机性能以便为电机实现更精密的控制和更高的性能也有利。同时,集成化可以减少用于连接电机和控制单元的电缆,能够减少对周围环境产生的电磁干扰,并且由于降低了接线损耗和DC侧电容上的电压纹波,所以电机处的可用电压更多。

  当今的很多动力转向控制单元都将电机和采用本公司小型双面冷却DirectFET MOSFET的控制单元整合到了一起,提供了超高效散热,从而实现了可靠操作。很多汽车OEM制造商还将电子元件和电机整合到一起,从而制造车轮可直接附于轮毂之上的紧凑型轮毂电机。

算法效率急待突破

  随着半导体技术的发展和数字控制的普及,技术得到了广泛的应用,这是因为它实现了对存量最大并成本低廉的交流感应电机的速度控制及力矩控制,使我们有机会不断地改进控制策略和提升系统效率以达到更节能的效果。

  英飞凌科技(中国)有限公司中国区汽车电子事业部市场总监杜曦认为,要安全、高效地实现变频控制,高效的控制算法开发离不开半导体基础芯片的支持。一个复杂的变频调速控制系统策略对MCU(微处理器)就会有特别的要求,以满足汽车控制对实时性的要求。英飞凌下一代的多核处理芯片AURIX,是一颗可达1300DMIPS,拥有8MB内存的32位单片机,可以在运算复杂的控制算法的同时,特定的PWM生成模块,不断优化输出,使系统的可靠新,实时性和安全性都到最大的发挥。

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