IEA數(shù)據(jù)顯示，目前，全世界發(fā)電量的50%左右是被電機消耗掉的。如果采用能效更高的電機控制技術(shù)，例如矢量控制，那么全球用電總量到2030年可降低15%。反之，地球上有限的資源終將消耗殆盡。
作為半導(dǎo)體廠商，通過哪些手段能夠有效提高電機控制能效呢?在剛剛結(jié)束的意法半導(dǎo)體(ST)電機控制巡演北京站，21ic采訪到了ST大中華與南亞區(qū)工業(yè)應(yīng)用與功率分立器件產(chǎn)品部戰(zhàn)略計劃與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Allan Lagasca。通過詳細的介紹和演示，Lagasca不僅分析了智能工業(yè)升級和全新能效標準對電機控制的新需求，還分享了ST為中國市場提供的電機控制解決方案和完善的增值服務(wù)。
圖：ST大中華與南亞區(qū)工業(yè)應(yīng)用與功率分立器件產(chǎn)品部戰(zhàn)略計劃與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Allan Lagasca
Lagasca表示，ST在電機控制領(lǐng)域已經(jīng)有十幾年的研發(fā)經(jīng)驗，始終密切關(guān)注能效標準的升級。以家電為例，在中國，空調(diào)、洗衣機、電冰箱等白色家電都有中國能效標識，都要符合中國的GB2標準，這個標準相當于歐洲的IE3標準。到2017年，這兩個標準會融為一體，越來越嚴格的新能效標準推動了家用電器電機驅(qū)動能效的不斷提升。
在工業(yè)領(lǐng)域，ST有哪些方案可以幫助中國客戶向智能制造升級呢?Lagasca告訴21ic記者，ST有很多智能的電機控制解決方案可以幫助客戶實現(xiàn)工業(yè)4.0的目標。以功率驅(qū)動方案STSpin為例，它可以顯著的降低散熱、提高電機驅(qū)動的效率和性能。STSpin最大的特點是集成度比較高，集成了驅(qū)動、功率管及相關(guān)算法等。這個小身材大智慧的芯片應(yīng)用非常廣泛，包括直流有刷電機、直流固定電機和三相電機等。對于很多小功率的應(yīng)用，只需一顆MCU和一顆STSpin芯片就能實現(xiàn)電機驅(qū)動的部分，大大簡化了客戶的設(shè)計。不僅提供芯片級的產(chǎn)品，ST還在解決方案的開發(fā)投入了巨大精力。除此之外，ST為工程師提供了參考設(shè)計固件庫、演示版和軟件等全套開發(fā)工具。同時，ST針對客戶、分銷商工程師也進行相應(yīng)的培訓(xùn)，加快工業(yè)4.0相關(guān)產(chǎn)品在中國市場的部署。
圖：ST的電機控制解決之道
在此次電機控制巡演現(xiàn)場，最吸引眼球的要數(shù)3D打印機的演示，它采用STM32 MCU和ST的驅(qū)動芯片實現(xiàn)了3D打印機的控制。
圖：3D打印機演示
電機參數(shù)自識別控制方案采用了基于ST的硬件控制板，可以識別不同電機的參數(shù)。
圖：電機參數(shù)自識別控制方案
玩具小車是工程師DIY的熱點，此次展示的玩具小車采用STM32F401 MCU和2顆驅(qū)動芯片L6470實現(xiàn)了自動小車的控制。
圖：玩具小車控制方案
這臺最大功率為40W@24V的空氣凈化器參考設(shè)計能夠支持BLDC和PMSM電機，基于FOC驅(qū)動，其功率驅(qū)動模塊集成過溫和過流保護。這一設(shè)計不僅簡化了工程師的設(shè)計流程，還具有低噪音的優(yōu)勢。
圖：40W@24V的空氣凈化器參考設(shè)計
當然ST電機控制方案的應(yīng)用遠遠不止。從機器人，到家用電器，再到工廠自動化，ST都推出了相應(yīng)的解決方案。針對大功率的ACEPACK，支持中功率的IPM，面向小功率的STSPin給工程師提供的豐富的選擇。
圖：ST電機控制方案的應(yīng)用領(lǐng)域
Lagasca表示，ST憑借多年來在固件、計算和產(chǎn)品方面的經(jīng)驗，已能滿足市場的需要。但ST始終推動創(chuàng)新發(fā)展，以空調(diào)電機控制為例，未來ST還會進行相應(yīng)的系統(tǒng)實施和整合，為客戶提供即插即用的解決方案。
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