部分電機半導體廠商的解決方案
ST一直致力于電機控制方案的研發(fā),從早期的標量控制方案(基于STM7MC、STM8S的AC電機SPWM V/F控制及BLDC電機方波電流控制)到如今的FOC矢量控制方案(基于STM32),意法半導體(ST)始終站在電機控制方案研發(fā)的前沿。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/164572.htmST最新一代的電機控制方案基于STM32平臺,用于PMSM電機的FOC矢量控制,其版本也隨著STM32產品的不斷豐富而升級,并且不斷有新的算法集成其中。當前的最新版本為SDK V3.4,支持STM32所有產品系列。其集成多種軟件算法。
SDK V3.4還集成了一個PC軟件(workbench),用于配置軟件及電機的在線調試(通過串口通訊)。用戶只需輸入電機的參數就能在幾分鐘之內使電機運轉起來。
該電機控制方案已經在家電變頻控制、工業(yè)變頻器、電動自行車領域得到了廣泛應用。如驅動變頻冰箱壓縮機,使用高頻注入算法起動電機,在200ms內達到一定速度后,切換到觀測器算法來計算轉子位置,從而實現壓縮機的超靜音起動及運轉。而在變頻空調應用中,已實現一個MCU驅動兩個PMSM(分別為壓縮機及室外風機),且實現了數字PFC算法,大大提高了空調的能效比。在電動自行車應用領域,基于STM32F0及STM32F1兩大系列的直流無刷電機控制方案也得到了廣泛使用,從而實現了高效率、超靜音、低扭矩震動的性能。
在未來新控制方案的規(guī)劃中,新的無傳感器算法將會是意法半導體的重中之重,因為它會大大降低電機的制造成本并提高了其可靠性。
瑞薩電子
瑞薩電子主要的電機應用領域包括工業(yè)(工業(yè)馬達,伺服,變頻器等),家用(白色家電,小家電等)。
瑞薩電子除了提供客戶先進的變頻控制MCU及功率元器件之外,更能提供高可靠性的解決方案。在MCU方面,從16位MCU的RL78/G14系列,低端32位內核的Rx200系列,到高端32位內核的Rx600系列,提供給客戶豐富、超高性價比的電機專用控制芯片。在功率元器件方面,瑞薩電子可提供包括運算放大器、IGBT、高低壓MOSFET、PFC-IC等產品。
而作為一大優(yōu)勢的電機控制方案方面,瑞薩電子開發(fā)了具有完全自主知識產權的先進電機控制λ算法。λ算法集電機控制和單相交流電源功率因數校正技術于一體,配合λ程序框架,為用戶整體系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個堅實的基礎平臺和友好的用戶接口。以空調室外機為例,基于瑞薩的RX高性能單片機,開發(fā)者可以很容易的構建具備高質量、高性能電機驅動和功率因數校正功能的室外單芯片方案。目前該算法已經被應用到變頻空調及工業(yè)電機控制方案上,提供給客戶完整的解決方案支持。關于λ算法詳細信息,請參考http://cn.renesas.com/applications/key_technology/motor_control/ramda/index.jsp。
ADI
ADI在電機控制應用領域有非常完整的信號鏈,無論是驅動器、變頻器和伺服系統(tǒng)。在伺服控制中,高精度電流和電壓檢測可提高速度和扭矩控制性能,要求12位及以上的性能的多通道ADC;ADI具有業(yè)界領先的ADC技術,包括了隔離ADC產品,它們可以很好地滿足高精度控制的要求。位置檢測性能是伺服控制的關鍵,常常使用光學編碼器和旋轉變壓器作為位置傳感器,對于高污染及強震動的工業(yè)及汽車應用環(huán)境,旋轉變壓器將會被越來越多采用;ADI可以提供高精度RDC來滿足使用旋轉變壓器的位置檢測場合。伺服控制技術從模擬向數字的轉換推動了現代伺服系統(tǒng)的發(fā)展,也滿足了對于電機控制的性能和效率的高要求。從優(yōu)先考慮安全和保護的角度,信號采樣和功率器件驅動應采用隔離技術,ADI公司的iCoupler數字隔離器產品可滿足高壓安全隔離要求。為實現矢量控制和無傳感器控制,對DSP等高性能處理器提出了更高的要求。在工業(yè)應用的設計中,IC產品需要更長的生命周期和更高的可靠性。普通的交流感應電機向永磁同步電機轉變已是大勢所趨,要求系統(tǒng)設計師能提供更高效率和更靈活的算法。另外,網絡技術的發(fā)展也給電機應用帶來了一些新的變化,越來越多的電機控制系統(tǒng)考慮增加網絡功能,可作為工業(yè)網絡中的一個結點。
在電機控制領域針對綠色節(jié)能的要求,ADI可提供多種產品及技術方案。以伺服控制解決方案為例,ADI公司提供了門類齊全的產品組合,其中包括了模數/數模轉換器、放大器、嵌入式處理器、iCoupler®數字隔離器和電源管理器件;這些高性能的器件和增加系統(tǒng)集成度有助于實現更新型的拓撲結構設計,提供高附加值。伺服驅動系統(tǒng)的性能同用戶最終所構建的運動控制系統(tǒng)的性能和所能提供的精度密切相關,多數情況下,最終的用途可以是一個高精度數控機床系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)或機器人系統(tǒng),這些系統(tǒng)要求能夠精確控制位置及電機的扭矩。ADI公司能夠提供涵蓋信號鏈中所有重要器件的完整解決方案。
針對電機控制系統(tǒng),工業(yè)系統(tǒng)設計要求是低功耗、高效率,ADI公司提供單個的器件以及完整的產品信號鏈可以加快系統(tǒng)設計;在信號鏈中,ADI公司所提供的這些包括反饋和檢測、隔離、電源管理、接口、嵌入式處理和通信的產品,其性能和質量在同類產品中首屈一指,也能夠從系統(tǒng)級來降低成本。ADI公司所擁有的廣泛的技術組合,包括隔離器、處理器、轉換器和混合信號前端,可以滿足工程師對于現在和將來的任何電機控制解決方案的需求。
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