節(jié)能環(huán)保標準提升 驅(qū)動BLDC馬達成應(yīng)用熱點
摘要： 隨著節(jié)能環(huán)保標準的不斷提升，在全球，設(shè)計更可靠、更高效的電機，減少電子系統(tǒng)中電機使用的能量，正成為優(yōu)先事項。來自IEA(國際能源機構(gòu))的數(shù)據(jù)顯示，電機功耗已占全球總能耗的45%，提高電機驅(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(BLDC)馬達的采用比例增長一倍。
關(guān)鍵字： 馬達控制，半導(dǎo)體技術(shù)，傳感器
隨著節(jié)能環(huán)保標準的不斷提升，在全球，設(shè)計更可靠、更高效的電機，減少電子系統(tǒng)中電機使用的能量，正成為優(yōu)先事項。來自IEA(國際能源機構(gòu))的數(shù)據(jù)顯示，電機功耗已占全球總能耗的45%，提高電機驅(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(BLDC)馬達的采用比例增長一倍。
從傳統(tǒng)AC電機設(shè)計轉(zhuǎn)換到更為成熟的BLDC/PMSM馬達設(shè)計，正成為電機控制應(yīng)用設(shè)計人員目前追逐的熱點。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)計人員不能有效獲得高級、復(fù)雜的電機控制算法，不管選擇哪一種方法，都具有挑戰(zhàn)性。
“如何定義優(yōu)良的馬達控制器當(dāng)然不僅與先進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)與模塊化先進馬達控制軟件庫的相互結(jié)合?！焙單南┱f，“新型BLDC馬達需要更復(fù)雜的電子控制。但很多傳統(tǒng)馬達行業(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)計算轉(zhuǎn)換為軟件編碼的經(jīng)驗和專有技術(shù)?！?/P>
他認為，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控制軟件庫，從而最大限度減少軟件設(shè)計工作，還能夠提供用于實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)理吳健鴻的觀點則表明，為了實現(xiàn)電機的高可靠性、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)電機設(shè)計中，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)，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際的。
“我認為，下一個大型無傳感器FOC市場機會將有望來自運輸、泵/風(fēng)機/壓縮機/牽引機、HVAC壓縮機和風(fēng)機、洗滌(直接驅(qū)動)、制冷壓縮機、工業(yè)泵和風(fēng)機等領(lǐng)域?！钡珔墙▲櫼餐瑫r強調(diào)說，盡管無傳感器FOC電機技術(shù)可帶來許多系統(tǒng)優(yōu)勢，然而，“缺乏電機控制系統(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，旨在幫助電機控制系統(tǒng)設(shè)計人員在5分鐘乃至更短的時間內(nèi)，識別、調(diào)節(jié)并通過可變速度及負載全面控制任何類型的三相同步或異步電機。吳健鴻將該方案的競爭優(yōu)勢從三個方面進行了總結(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)、以及高保真低時延反饋信號。
“TI之前采用的是SMO算法，實現(xiàn)FOC需要花費較長時間尋找馬達參數(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>
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