節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升 驅(qū)動BLDC馬達(dá)成應(yīng)用熱點(diǎn)

【導(dǎo)讀】隨著節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，在全球，設(shè)計(jì)更可靠、更高效的電機(jī)，減少電子系統(tǒng)中電機(jī)使用的能量，正成為優(yōu)先事項(xiàng)。來自IEA(國際能源機(jī)構(gòu))的數(shù)據(jù)顯示，電機(jī)功耗已占全球總能耗的45%，提高電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的效率將使全球電力消耗降低9%-14%，這將有望使無刷直流電機(jī)(BLDC)馬達(dá)的采用比例增長一倍。

摘要：  隨著節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，在全球，設(shè)計(jì)更可靠、更高效的電機(jī)，減少電子系統(tǒng)中電機(jī)使用的能量，正成為優(yōu)先事項(xiàng)。來自IEA(國際能源機(jī)構(gòu))的數(shù)據(jù)顯示，電機(jī)功耗已占全球總能耗的45%，提高電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的效率將使全球電力消耗降低9%-14%，這將有望使無刷直流電機(jī)(BLDC)馬達(dá)的采用比例增長一倍。

關(guān)鍵字：  馬達(dá)控制，半導(dǎo)體技術(shù)，傳感器

隨著節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，在全球，設(shè)計(jì)更可靠、更高效的電機(jī)，減少電子系統(tǒng)中電機(jī)使用的能量，正成為優(yōu)先事項(xiàng)。來自IEA(國際能源機(jī)構(gòu))的數(shù)據(jù)顯示，電機(jī)功耗已占全球總能耗的45%，提高電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的效率將使全球電力消耗降低9%-14%，這將有望使無刷直流電機(jī)(BLDC)馬達(dá)的采用比例增長一倍。

從傳統(tǒng)AC電機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到更為成熟的BLDC/PMSM馬達(dá)設(shè)計(jì)，正成為電機(jī)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)人員目前追逐的熱點(diǎn)。然而，飛兆(Fairchild)半導(dǎo)體BLDC產(chǎn)品線市場經(jīng)理簡文烯卻提醒說，如果設(shè)計(jì)人員不能有效獲得高級、復(fù)雜的電機(jī)控制算法，不管選擇哪一種方法，都具有挑戰(zhàn)性。

“如何定義優(yōu)良的馬達(dá)控制器當(dāng)然不僅與先進(jìn)或高速的處理器有關(guān)，更重要的是，需要成熟半導(dǎo)體技術(shù)與模塊化先進(jìn)馬達(dá)控制軟件庫的相互結(jié)合?！焙單南┱f，“新型BLDC馬達(dá)需要更復(fù)雜的電子控制。但很多傳統(tǒng)馬達(dá)行業(yè)工程師只了解硬件，缺乏對電子控制算法和將復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)換為軟件編碼的經(jīng)驗(yàn)和專有技術(shù)?！?/P>

他認(rèn)為，如果出現(xiàn)一些新的解決方案，不但能夠提供模塊化的馬達(dá)控制軟件庫，從而最大限度減少軟件設(shè)計(jì)工作，還能夠提供用于實(shí)施附加功能的可編程系統(tǒng)控制和通信接口、以及硬件保護(hù)和穩(wěn)健的模擬控制器，將是非常完美的。

而來自德州儀器(TI)MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻的觀點(diǎn)則表明，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高可靠性、低成本和高效率，業(yè)界從有傳感器向無傳感器轉(zhuǎn)型的趨勢也很明顯。例如，在傳統(tǒng)磁場定向控制(FOC)電機(jī)設(shè)計(jì)中，采用轉(zhuǎn)子傳感器既會增加成本(需要傳感器、電源、特殊布線與連接器、安裝以及維護(hù))，還可能會降低可靠性(惡劣條件下性能退化、出現(xiàn)電氣噪聲、容易受溫度和濕度影響)，從而對系統(tǒng)造成不利影響。此外，在封閉式壓縮機(jī)或大型牽引設(shè)備等眾多應(yīng)用中采用傳感器也是完全不切實(shí)際的。

“我認(rèn)為，下一個(gè)大型無傳感器FOC市場機(jī)會將有望來自運(yùn)輸、泵/風(fēng)機(jī)/壓縮機(jī)/牽引機(jī)、HVAC壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)、洗滌(直接驅(qū)動)、制冷壓縮機(jī)、工業(yè)泵和風(fēng)機(jī)等領(lǐng)域?！钡珔墙▲櫼餐瑫r(shí)強(qiáng)調(diào)說，盡管無傳感器FOC電機(jī)技術(shù)可帶來許多系統(tǒng)優(yōu)勢，然而，“缺乏電機(jī)控制系統(tǒng)知識”卻是許多行業(yè)不得不延遲采用和推廣這些技術(shù)的根本原因。

鑒于此，TI推出了最新的InstaSPIN-FOC解決方案，旨在幫助電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在5分鐘乃至更短的時(shí)間內(nèi)，識別、調(diào)節(jié)并通過可變速度及負(fù)載全面控制任何類型的三相同步或異步電機(jī)。吳健鴻將該方案的競爭優(yōu)勢從三個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)：包括顯著降低無傳感器FOC系統(tǒng)的開發(fā)難度、便于使用的高靈活軟件架構(gòu)、以及高保真低時(shí)延反饋信號。

“TI之前采用的是SMO算法，實(shí)現(xiàn)FOC需要花費(fèi)較長時(shí)間尋找馬達(dá)參數(shù)?！彼f，“此次內(nèi)置的FAST算法則屬于直接調(diào)用。新手只需調(diào)用ROM中的完整系統(tǒng)功能就能夠去調(diào)整控制增益，而專家僅需從ROM中調(diào)用FAST編碼器功能就能夠完全的定制控制系統(tǒng)?！?/P>