近日，德州儀器(TI)推出了一種“革命性”的電機驅動技術，它采用TI特有的FAST軟件編碼器算法來控制FOC電機，無需傳感器，可顯著縮短開發(fā)周期，全面簡化系統(tǒng)設計。
電機用途廣泛。國際能源署稱，電機消耗全球近一半的電能;提高電機驅動系統(tǒng)的效率有望使全球電力消耗降低9% 到14%。電機技術正在從有刷電機向無刷電機和三相FOC電機演化。
傳統(tǒng)的有刷電機結構簡單、便于控制(普通8位單片機即可)、性能優(yōu)異，但其可靠性差、噪聲大、振動大、部件磨損大。運轉過程中會產(chǎn)生火花，這限制了它在一些場合中的應用。三相簡易無刷電機則更可靠，尺寸也更小，性能良好，但同樣具有噪音大、振動大、會產(chǎn)生扭矩紋波等缺點。帶傳感器的三相FOC電機克服了前兩種電機的缺點，它噪音小、振動小，性能更好，在動態(tài)系統(tǒng)中的效率更高。但這類電機成本過高，傳感器的故障率高，限制了它的普及應用。
新一代三相位FOC-SMO無傳感器電機以算法來替代傳感器，克服了有傳感器FOC的缺點，而性能幾乎可與之媲美，可在眾多應用中良好工作，具有廣闊的應用前景。
FOC是磁場定向控制(Field Orientated Control)的簡稱。如下圖所示，F(xiàn)OC必須知道轉子的精確位置(轉子磁場)，用以產(chǎn)生適當?shù)亩ㄗ哟艌?，從而定向地輸出最大扭矩。精確位置信息可通過高成本的傳感器編碼器/旋變(resolver)來實現(xiàn)，也可以通過復雜軟件算法(觀測器)來實現(xiàn)，后者具有 成本較低、無需維修與更換、可在無法使用傳感器的地方使用的優(yōu)點。其唯一的缺點在于它不適合位置控制FOC。
TI 公司MCU 業(yè)務拓展經(jīng)理吳健鴻先生介紹說，TI 的 FAST(Flux Angle Speed Torque)算法比其它算法更優(yōu)異。它支持所有同步和異步電機三相電機，需要的電機參數(shù)較少，觀測器無需調試，具有更高精度和更高動態(tài)可靠性，在零速及過零速時保持穩(wěn)定，可進行失速恢復，具備更好的帶載啟動性能，可進行自動電流環(huán)路調整，而且可提供最高保真反饋信號。
據(jù)稱FAST可替代過去的電機傳感器或軟件觀察器技術，顯著降低無傳感器FOC 系統(tǒng)的開發(fā)難度。新手只需調用ROM中的完整系統(tǒng)功能就能夠去調整控制增益，而專家僅需從ROM 中調用FAST編碼器功能就能夠完全地定制控制系統(tǒng)。目前該技術通過TI的支持InstaSPIN-FOC 的Piccolo F2806x提供。它已全面通過投產(chǎn)認證。特性如下：
Piccolo F2806x：超集Piccolo 系列
•具有FPU 的90 MHz C28x 32 位CPU
•256 KB 閃存，96 KB RAM
•ROM 中內建電機函數(shù)庫
•-40 至105C (T) 或125C AEC Q100 (Q)
•80 和100 引腳QFP 封裝
器件型號為TMS320F28062FPNT。注意當中的F代表增加InstaSPIN-FOC 功能。
TI公司稱，采用TI的FOC技術無前期投資，無后續(xù)成本或專利費，無額外支持費用，無額外維護費用。InstaSPIN –FOC 的成本會隨產(chǎn)量上升而下降，普及會越來越快。F2806x是100% 引腳兼容器件，可根據(jù)需要輕松移植至非ROM 解決方案。TI公司在2013 年將提供廣泛的Piccolo 產(chǎn)品系列支持。
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