InstaSPIN-FOC電機(jī)解決方案突破傳統(tǒng)電機(jī)控制技術(shù)

有關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在電機(jī)驅(qū)動型系統(tǒng)中，電機(jī)功耗往往占總功耗的45%。為了實(shí)現(xiàn)高可靠性、低成本和高效率，業(yè)界正從有刷向三相無刷電機(jī)以及有傳感器向無傳感器轉(zhuǎn)型，市場亟需無傳感器磁場定向控制技術(shù)(FOC)。德州儀器(TI)MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻告訴記者，雖然無傳感器FOC(磁場定向控制)電機(jī)技術(shù)可帶來許多系統(tǒng)優(yōu)勢，許多行業(yè)都因缺乏電機(jī)控制系統(tǒng)知識而不得不延遲采用和推廣這些技術(shù)。

針對上述問題，TI日前推出最新InstaSPIN-FOC電機(jī)控制解決方案，可幫助電機(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)，無需花費(fèi)數(shù)周乃至數(shù)月的時(shí)間來調(diào)節(jié)電機(jī)控制系統(tǒng)，從而可集中精力進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。這種新型技術(shù)不僅無需機(jī)械電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器，降低了系統(tǒng)成本，而且還可通過嵌入在TI32位C2000 Piccolo微控制器上只讀存儲器(ROM)中的最新軟件編碼器(無傳感器觀察器)算法FAST(通量、角度、速度和轉(zhuǎn)矩)來改進(jìn)工作。

吳健鴻介紹說，InstaSPIN-FOC技術(shù)的特性與優(yōu)勢主要體現(xiàn)在，一是設(shè)計(jì)時(shí)間能縮短數(shù)月：由于識別和控制調(diào)節(jié)幾乎是全自動的，因此設(shè)計(jì)人員可在全電機(jī)轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上為其產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)差異化。二是接近編碼器性能：采用嵌入式片上FAST觀察器算法對各種使用條件下的通量、角度、速度和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行可靠、穩(wěn)健估算。有了準(zhǔn)確的無傳感器“估算器”，大多數(shù)情況下無需物理編碼器。三是支持所有三相電機(jī)：在同一解決方案中可支持同步(BLDC、SPM與IPM)和異步(ACI)三相電機(jī)。四是具有識別與調(diào)節(jié)功能：離線電機(jī)調(diào)試可識別所需的電機(jī)電氣參數(shù)，調(diào)節(jié)FAST算法，并初始化電流控制器，從而可確保穩(wěn)定的工作此外，還提供可選在線電阻再評估模式，可在最惡劣條件下跟蹤高穩(wěn)健觀察器性能的變化。五是可避免其它無傳感器技術(shù)的啟動難題，并可在低于1Hz(典型值)全轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定狀態(tài)下保持角度完整性，支持零速逆轉(zhuǎn)和失速狀態(tài)下的順利失速恢復(fù)。六是能實(shí)施單函數(shù)調(diào)用，增加靈活性：可將FOC轉(zhuǎn)矩控制器(從相同ROM支持多達(dá)2個(gè)電機(jī))或完全定制的FAST控制系統(tǒng)作為電機(jī)傳感器；同時(shí)可支持最高效的電機(jī)定型，節(jié)省大量能源等等。

據(jù)了解，InstaSPIN-FOC現(xiàn)已開始供貨，通過使用全面投產(chǎn)的C2000 Piccolo F2806x MCU，開發(fā)無需前期費(fèi)用或?qū)＠褂觅M(fèi)。吳健鴻表示，InstaSPIN-FOC歸屬此前推出的InstaSPIN-BLDC技術(shù)，TI今后還將推出各種InstaSPIN-FOC解決方案，讓電子工程師在進(jìn)行電機(jī)控制開發(fā)時(shí)更簡便、更高效。