助力更精準(zhǔn)、更高效和更可靠的電機(jī)驅(qū)動和控制解決方案

趙向源

能效問題一直是電機(jī)控制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，提高能效的途徑繁多，其中TI的嵌入式處理和模擬系列產(chǎn)品能夠發(fā)揮重要作用。例如用更節(jié)能的無傳感器矢量控制三相逆變器替換并網(wǎng)交流感應(yīng)電機(jī)。無傳感器矢量控制需要對實(shí)時(shí)控制要求比較高的MCU和處理

器，比如TI的C2000?和Sitara?內(nèi)置特有的控制以及工業(yè)通信外設(shè);同時(shí)也需要高性能的隔離、傳感、電源和通信等模擬產(chǎn)品。另外，整流回饋單元和能量回收也能夠提高能效。當(dāng)今許多工業(yè)驅(qū)動器的制動能量轉(zhuǎn)換為熱能后被損耗。而雙向AC/DC或DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠通過反饋到電網(wǎng)或臨時(shí)存儲來回收制動能量。這些雙向AC/DC或DC/DC變換器也同樣需要實(shí)時(shí)控制MCU以及用于隔離、傳感、電源控制和通信的模擬半導(dǎo)體。

德州儀器通過幫助您設(shè)計(jì)具有更高效率、更精確、更可靠的電機(jī)驅(qū)動和控制系統(tǒng)來推動您的電機(jī)控制設(shè)計(jì)創(chuàng)新，重點(diǎn)聚焦在如下幾個(gè)方面。

a.精確控制：行業(yè)領(lǐng)先的精確模擬技術(shù)組合，用于控制位置、扭矩和速度，結(jié)合先進(jìn)的信號處理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精確、實(shí)時(shí)的電機(jī)控制。

b.高可靠性及長使用壽命：一流的隔離技術(shù)，產(chǎn)品具有更長的使用壽命與隔離等級。

c.更高效率：創(chuàng)新的電機(jī)控制和驅(qū)動解決方案能夠降低功耗實(shí)現(xiàn)更高效率，同時(shí)通過高集成度以及創(chuàng)新的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，從而減少全球能源的消耗。

針對這三個(gè)創(chuàng)新方向，德州儀器提出了全方面的電機(jī)控制系統(tǒng)創(chuàng)新方案。

1.配備集成加速器的實(shí)時(shí)MCU/處理器，如C2000?TMU、C2000?CLB和Sitara?PRU_ICSS，能夠更快地執(zhí)行客戶的控制算法，以實(shí)現(xiàn)更高性能的驅(qū)動，并在單個(gè)MCU/處理器上配置更多軸以獲得更緊湊的多軸驅(qū)動。

2.配備集成控制和通信特定外設(shè)的MCU/處理器能夠使驅(qū)動器結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動器和運(yùn)動控制器（如PLC）之間的同步，通信更快、延時(shí)更低。

3.無傳感器控制算法InstaSPIN-FOC：TI InstaSPIN無傳感器三柜電機(jī)解決方案能夠讓您更輕松地設(shè)計(jì)電子控制應(yīng)用，無論是簡單應(yīng)用或是復(fù)雜設(shè)計(jì)。TI支持InstaSPIN的MCU能為設(shè)計(jì)人員提供無傳感器或有傳感器的電機(jī)控制應(yīng)用，比如Piccolo?系列微控制器就有專門的庫來實(shí)現(xiàn)。

4.集成有傳感器和無傳感器控制算法至低壓電機(jī)驅(qū)動器：用于12～48 V低壓變速BLDC（風(fēng)扇，泵等）和開環(huán)步進(jìn)驅(qū)動器?！癟I的電機(jī)驅(qū)動器可助您輕松實(shí)現(xiàn)更小體積的設(shè)計(jì)，提供更平滑的運(yùn)動控制和更好的保護(hù)。利用我們的集成解決方案和先進(jìn)的片上控制算法以及保護(hù)、診斷和安全功能，實(shí)現(xiàn)智能柵極驅(qū)動和智能調(diào)諧，最大限度地提高電機(jī)性能。

5.擴(kuò)展控制算法：整體電機(jī)控制算法包括專用執(zhí)行器（如PWM外設(shè)）以生成三相互補(bǔ)PWM，以及用于電流和位置感應(yīng)的專用感應(yīng)外設(shè)，有助于減少整體控制的延遲，并改善與執(zhí)行器和感應(yīng)元件的控制回路同步。

6.MCU/MPU集成ADC和用于delta-sigma調(diào)制器的數(shù)字濾波器以及用于連接位置反饋傳感器的低延遲外設(shè)，有助于開發(fā)更緊湊的驅(qū)動器、減少控制回路延遲、提高性能，并將控制算法更好地同步到模擬執(zhí)行器和反饋傳感子系統(tǒng)。