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電機驅(qū)動走向高效節(jié)能

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作者:王瑩 時間:2013-08-28 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  正弦波無傳感器直流變頻控制技術是主流

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/164380.htm

  瑞薩電子通用和SoC產(chǎn)品中心經(jīng)理劉濤介紹道,應用的一個技術主流趨勢是在正弦波無傳感器直流變頻控制技術上。如何通過先進的變頻控制達到空調(diào)的多功能、高舒適性、低噪音低振動以及最關鍵的提高能效比,是目前市場上最為關心的問題。目前源于各大先進半導體公司及應用廠商的共同努力,正弦波無傳感器直流變頻控制技術已經(jīng)得到了廣泛的應用和普及,其優(yōu)越性得到了市場的一致認可。接下來需要解決和改善的方向主要有:進一步完善控制算法,提高效率,降低振動及噪音,提升可靠性;直流電機本體的性能提升和降低成本;半導體廠商和電機廠商的配合,通過先進的產(chǎn)品推動直流變頻時代的快速前進。

  精確的位置控制及電流控制

  在現(xiàn)代電機應用領域,工業(yè)伺服將扮演越來越重要的角色,對于電機控制的要求,已不僅僅停留在滿足要求的通用變頻器及速度控制,而越來越多的應用與領域需要精確的位置控制及電流控制;無論是工業(yè)生產(chǎn)線、工業(yè)自動化設備及機械設備,還是智能物流及機器人,都已將伺服控制作為重要的執(zhí)行器件。相對于家用領域,更多地考慮成本及無傳感器控制。而在汽車及交通領域,可靠性將是最重要的因素。

         

  白電的電機三特征

  “,靜音,智能”,這將是未來幾年白色家電產(chǎn)品的主要特性,Spansion公司的發(fā)言人(原富士通半導體微控制器)稱,“技術創(chuàng)新,加快開發(fā)周期”是目前白色家電廠商產(chǎn)品開發(fā)的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機,如空調(diào)、冰箱的壓縮機,洗衣機的電機和風扇的電機,經(jīng)歷了從交流電機到直流無刷電機、永磁同步電機和直驅(qū)電機的演變。、提高能耗比是電機發(fā)展的主要因素;而減少電機的震動噪音,提供舒適、智能的控制等需求提升則推動電機控制器及控制技術的創(chuàng)新。

  作為電機控制器的核心,芯片也經(jīng)歷著從專用芯片(ASIC)到8位、16位及32位通用微控制器(MCU)/數(shù)字信號處理器(DSP)的演變。電機控制算法的提升,不同種類電機的靈活控制,如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無傳感器控制、高轉速電機控制等需要運算處理能力強、頻率高、處理和采樣速度快速的微控制器。

  2013年中國白電市場,經(jīng)過前幾年的激勵政策和產(chǎn)品推陳出新,變頻家電已得到市場認可,變頻產(chǎn)品市場份額逐年提升。

  重視細節(jié):處理性能與模擬功能

  “雖然能效是電機控制選擇MCU解決方案時需要考慮的一點,但更為重要的是處理性能與芯片上模擬功能的級別。”Silicon Labs公司8位MCU產(chǎn)品市場經(jīng)理Abhijit Grewal解釋道,例如,為了滿足電機控制的性能要求,Silicon Labs圍繞高速8051內(nèi)核設計了F85x/6x系列MCU,該內(nèi)核比同類競爭對手產(chǎn)品速度要高50%。這種高性能支持更加精確的脈寬調(diào)制(PWM)、提升電機控制效率、以及能夠針對各種電機速度而執(zhí)行更復雜算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3個獨立的高精確度PWM通道,它們具有內(nèi)置的過電流保護/故障檢測能力,特別適用于電機控制和電源等應用。此外,F(xiàn)85x/6x 系列MCU包括一個12位多通道模數(shù)轉換器(ADC)、兩路具有可編程滯后和響應時間的模擬比較器、高精度內(nèi)部參考電壓。該MCU也具有高精確度的24.5MHz低功耗振蕩器和低頻率80kHz振蕩器,從而消除了通常所需的外部時鐘或晶體。片上溫度傳感器簡化了系統(tǒng)校準過程,不需要添加額外的片外傳感器。多種通信外設(I2C、SPI和UART)也為開發(fā)人員帶來基于應用需求而選擇外設的靈活性。這些片上特性的整合使得開發(fā)人員在設計中僅需要極少的外部器件,與競爭對手MCU相比帶來更低的系統(tǒng)成本。

  參考文獻:

  [1]王瑩.電機控制的技術市場動向.電子產(chǎn)品世界,2012(9):10-19
  [2]于鑫,王世臣,楊紅梅.基于DSP的直流無刷電機智能控制系統(tǒng)設計.電子產(chǎn)品世界,2013(1):34
  [3]鄧少華,孫琦,高強,等.采用STM8S的無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計.電子產(chǎn)品世界,2013(1):49
  [4]Ice C.將無傳感器BLDC電機控制引入低成本應用.電子產(chǎn)品世界,2012(9):20
  [5]王司瑞,卓晴.智能車模直流電機性能檢測方法.電子產(chǎn)品世界,2012(9):75

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