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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

  控制算法主要取决于电机和传感器的类型。目前电动汽车的电机主要有直流电动机,感应电动机,永磁同步电动机,开关磁阻电动机四类。在控制策略方面,变结构控制,模糊控制,神经网络控制,专家系统等等控制方法应用于电动车驱动系统中。此外,目前国际上比较新的概念是把控制单元集成在电动汽车电机每一个单相里面,形成可以不同数量灵活组合的多相变频器/电机,对应的多相多维矢量控制算法也是目前的研究热点。

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

  东芝电子(中国)有限公司技术统括部高级经理吕建铭表达了同样的观点,尽管基于方式的电机驱动,有效地提高能效比,复杂的设计却是开发人员必须面对的一个不小挑战,而且为了辅助复杂的运算,此类方案多会使用一些昂贵的处理器,如数字信号控制器。东芝半导体最新基于ARM Cortex-M3内核集成矢量控制引擎(Vector Engine)模块的TMPM37x微控制器可协助设计人员克服上述问题。TMPM37x是东芝基于Cortex-M3内核处理器TX03家族系列的产品,在该系列中处理器内部均集成了硬件的矢量控制引擎(VE)模块,该矢量控制引擎模块将传统的电机复杂的矢量运算通过硬件替换,简化了开发难度,它的使用极大提高了系统的稳定及高效。

  在2013年,德州仪器公司推出了其改进开进的FOC算法InstaSPIN-FOC和InstaSPIN-MOTION技术,该技术提供了嵌入式式技术,使几乎没有任何经验的工程师可以在最短时间内开发出最高效能的三相解决方案。

  德州仪器(TI)中国区市场开发高性能模拟产品业务拓展经理信本伟表示,这些方案包含非常独特的性能,电机参数辨识,在很多方案中强大的无传感器辨识可以取代机械转子传感器, 磁场定向转矩控制系统的自动调谐呈现最大功效,系统惯性和摩擦辨识,简化的高性能抗干扰单一参数速度或位置加速度控制系统,以及完整片上技术的轨迹生成和先进的运动控制软件套件。2014年将特定功能添加到了关键应用上,以实现更快的转矩启动,最快的加速能力,并将InstaSPIN应用在C2000 Piccolo实时微控制器家族的更多设备上。

中国将成为重要高效电机应用市场

  中国拥有全球最大的稀土储量,且是全球最大的制造中心及全世界人口最多的国家,将成为全球重要电机供应来源地。

  对于中国电机应用市场的应用趋势,ADI市场经理张松刚认为,未来电机应用领域,工业伺服将扮演越来越重要的角色,对于的要求,已不仅仅停留在满足节能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。

  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则更为关注中国新能源汽车这一应用市场,他认为在中国无论是传统内燃机汽车还是新能源汽车,电机的电子控制应用会越来越广泛。从小到雨刷电机,油泵电机,大到电动汽车的驱动电机,电机的电子控制系统的市场将会有突飞猛进的发展。

  作为中国汽车行业最重要的战略,电动汽车(xEV)应用是国家可持续发展计划的关键组成部分,也将是这个行业的未来。近年来,国家数次出台相关政策支持新能源汽车的市场化,包括取消车辆购置税、发行补贴、在各示范城市制定推广目录,统一新能源汽车和充电设施的国家标准和行业标准等,新能源汽车前景光明。电机控制市场也将借新能源汽车的利好而得到大力发展。

  同时在减排增效的推动之下,更清洁的能源解决解决方案也将变得越来越重要,高效的发动机技术引入和新能源系统,都离不开高效电机控制技术以实现更高能效。

  中国的汽车电动机控制市场在未来5年内将快速发展。由于中国政府要求降低汽车的CO2排放量和油耗,中国在政府的推动下开展了几项汽车电气化工作。其中一大增长在于短程电动汽车(微型EV),其价格比汽油车低,并且驾驶员驾车通常无需持有驾驶证,而这本身就是一大激励因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板车也推动了电动汽车/踏板车在中国的应用。最后,美国的主要电动汽车制造商最近在北京设立了办事处,用以满足人们对能够提供与汽油车相同的舒适性和性能的电动汽车的需求。这一举动对中国国内电动汽车制造商推出他们自己的纯EV产品也有利。

  国际整流器公司(IR)应用工程部高级经理Wibawa Chow同样关注汽车中的电机控制应用,他认为中国的汽车电动机控制市场在未来5年内将快速发展。

  由于中国政府要求降低汽车的CO2排放量和油耗,中国在政府的推动下开展了几项汽车电气化工作。其中一大增长在于短程电动汽车(微型EV),其价格比汽油车低,并且驾驶员驾车通常无需持有驾驶证,而这本身就是一大激励因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板车也推动了电动汽车/踏板车在中国的应用。最后,美国的主要电动汽车制造商最近在北京设立了办事处,用以满足人们对能够提供与汽油车相同的舒适性和性能的电动汽车的需求。这一举动对中国国内电动汽车制造商推出他们自己的纯EV产品也有利。

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