德州儀器推出實現(xiàn)革命性突破的電機控制技術(shù): 采用 FAST? 軟件編碼器算法的 InstaSPIN?-FOC 電機控制解決方案
2013-03-18
日前,,德州儀器(TI) 宣布推出最新mcu/instaspin/index.shtml" style="font-size: 12px;">InstaSPIN™-FOC(磁場定向控制)解決方案,其可幫助電機控制系統(tǒng)設(shè)計人員在5 分鐘乃至更短的時間內(nèi)識別,、調(diào)節(jié)并通過可變速度及負載全面控制任何類型的三相同步或異步電機,,無需花費數(shù)周乃至數(shù)月的時間來調(diào)節(jié)電機控制系統(tǒng),他們現(xiàn)在可集中精力進行差異化設(shè)計,。這種新型技術(shù)不僅無需機械電機轉(zhuǎn)子傳感器,,可降低系統(tǒng)成本,而且還可通過嵌入在TI 32 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)來改進工作。InstaSPIN-FOC 歸屬此前推出的InstaSPIN-BLDC 技術(shù),,今后還將推出各種InstaSPIN 解決方案,,讓電機控制開發(fā)更簡單高效。
提高電機系統(tǒng)的可靠性與效率
雖然無傳感器FOC 電機技術(shù)可帶來許多系統(tǒng)優(yōu)勢,,但許多行業(yè)都因缺乏電機控制系統(tǒng)知識而不得不延遲采用和推廣這些技術(shù),。InstaSPIN-FOC 不但可幫助設(shè)計人員簡化開發(fā),降低系統(tǒng)成本與復(fù)雜性,,即便是電機控制經(jīng)驗有限的設(shè)計人員也能游刃有余,,而且還可實現(xiàn)出色的解決方案,提高所有可變速度及負載電機應(yīng)用中的電機效率,、性能與可靠性,。在傳統(tǒng)FOC 電機設(shè)計中,采用轉(zhuǎn)子傳感器既會增加成本(需要傳感器,、電源,、特殊布線與連接器、安裝以及維護),,還可能會降低可靠性(惡劣條件下性能退化,、出現(xiàn)電氣噪聲、容易受溫度和濕度影響),,從而對系統(tǒng)造成不利影響,。此外,,在封閉式壓縮機或大型牽引設(shè)備等眾多應(yīng)用中采用傳感器也是完全不切實際的。
InstaSPIN-FOC™ 技術(shù)的特性與優(yōu)勢:
· 設(shè)計時間縮短數(shù)月:由于識別和控制調(diào)節(jié)幾乎是全自動的,,因此設(shè)計人員可在全電機轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上為其產(chǎn)品功能實現(xiàn)差異化,;
· 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,;
· 支持所有三相電機:同一解決方案支持同步(BLDC、SPM 與IPM)和異步(ACI),;
· 識別與調(diào)節(jié):離線電機調(diào)試可識別所需的電機電氣參數(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,,其可在最惡劣條件下跟蹤高穩(wěn)健觀察器性能的變化,;
· 可避免啟動難題:支持內(nèi)建啟動模式和不足一個電氣周期的觀察器角度鎖定,可避免其它無傳感器技術(shù)的啟動難題,;
· 低速性能:可在低于1 Hz(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);
· 能實施單函數(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2 個電機)或完全定制的FAST 控制系統(tǒng)作為電機傳感器,;
· 支持最高效的電機定型:內(nèi)建磁場控制,可提供手動或自動磁場減弱(速度更高)或手動磁場加強(轉(zhuǎn)矩更高)應(yīng)用,;
· 可節(jié)省大量能源:適用于采用PowerWarp™ 模式的感應(yīng)電機,可在不立即需要轉(zhuǎn)矩時避免能量浪費,;
· 輕松開發(fā),、快速評估:通過MotorWareTM使用最新電機控制庫(模塊、驅(qū)動器,、系統(tǒng)示例與文檔),,其可提供面向?qū)ο蟆⒒贏PI 的最新C 語言編碼技術(shù),??赏ㄟ^TI 最新免費GUI Composer 工具進行實驗室儀表檢測。
供貨情況
InstaSPIN-FOC 現(xiàn)已開始供貨,,通過可隨時投入生產(chǎn)的90 MHz,、32 位浮點Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的將來將會運用到其它幾款Piccolo 微控制器中。設(shè)計人員可采用低電壓低電流電機控制套件(DRV8312-69M 套件),、低電壓大電流電機控制套件(DRV8301-69M 套件)或高電壓電機控制套件(TMDSHVMTRINSPIN) 啟動其最新InstaSPIN-FOC 電機設(shè)計,。如果設(shè)計人員此前已經(jīng)購買了TI 電機控制開發(fā)套件,他們可訂購支持模塊化InstaSPIN™-FOC 的Piccolo controlCARD (TMDSCNCD28069MISO),。
查閱有關(guān)InstaSPIN-FOC及TI 電機控制解決方案的更多詳情:
· TI 電機控制解決方案:http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/apps/motor/end_equipment.page,;
· 電機控制培訓(xùn):www.ti.com/c2x-isfoc-pr-tr。
TI 在線技術(shù)支持社區(qū)
歡迎加入德州儀器在線技術(shù)支持社區(qū)與同行工程師互動交流,,咨詢問題并幫助解決技術(shù)難題:www.deyisupport.com,。
TI 各種系列的微控制器與軟件
從通用型超低功耗MSP 微控制器到Stellaris® Cortex™-M 微控制器,再到實時控制C2000™ 微控制器,,乃至Hercules™ 安全微控制器,,TI 為設(shè)計人員提供最全面的微控制器解決方案。通過充分利用TI 全面的軟硬件工具,、廣泛的第三方產(chǎn)品及技術(shù)支持,,設(shè)計人員可加速產(chǎn)品上市進程。
看看我們的客戶是如何評價的,!歡迎閱讀他們對InstaSPIN™-FOC 的反饋信息,!
Contronics公司致力于開發(fā)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備,,為改善我們的星球做出了卓越貢獻,。公司成功推出的高效霧化系統(tǒng)可幫助超市將能耗降低80%,將食品保鮮時間延長一倍,。此外,,Contronics 多年來一直提供通風(fēng)設(shè)備控制器,并因所推出的新產(chǎn)品CoMoCo 智能電機控制將為其產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)變革而深感振奮,。觀看視頻,。
“CoMoCo 是世界上最智能的電氣風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其采用TI Piccolo 微控制器和InstaSPIN-FOC 技術(shù),。內(nèi)建PowerWarp™ 模式始終可將電流消耗控制在最低水平,,使280W 的風(fēng)扇功耗不足10W 的同時,還能保持速度和所需的氣流不變,。在我們?yōu)槠?/em>14 個月的現(xiàn)場試驗中,,與三端雙向可控硅開關(guān)元件控制相比可將整體能耗降低80%,與禁用PowerWarp 的InstaSPIN-FOC 相比可將能耗降低50%,。由于FAST™ 編碼器的高精度速度及轉(zhuǎn)矩信號,,我們將風(fēng)扇本身轉(zhuǎn)變成了速度及流量傳感器。這實際上可提高動態(tài)功能,,無需昂貴的硬件,,并可簡化安裝,。”
― Frank Bakker,Contronics 公司執(zhí)行董事
Royal Dutch Gazelle 是全球歷史最悠久,、最受尊敬的自行車制造商之一,。在公司大本營荷蘭,自行車不僅是一種鍛煉休閑工具,,同時也是一種生活方式,。電動助力自行車已占據(jù)其消費類產(chǎn)品銷售額的20%,因此他們希望擴大其市場范圍,,在全國乃至整個世界實現(xiàn)更輕松的運動體驗,。觀看視頻。
“基于TI Piccolo 微控制器的InstaSPIN™-FOC 解決方案可為我們提供極其穩(wěn)健的低速高轉(zhuǎn)矩性能,,幫助我們在沒有機械轉(zhuǎn)子傳感器解決方案的高成本與低可靠性問題的情況下,,獲得更靜音的更小巧直驅(qū)電機。電機識別和自動調(diào)節(jié)功能可幫助我們快速檢測新型電機,,更重要的是,,可確保我們的電機驅(qū)動系統(tǒng)正常工作。這樣,,我們的工程師就可集中精力進行創(chuàng)新,,例如利用FAST™ 軟件編碼器的獨特、極高分辨率速度與轉(zhuǎn)矩信號實現(xiàn)盡可能多的自行車騎手增強功能,。”
― Erwin Van Norel,,Royal Dutch Gazelle 公司電子創(chuàng)新經(jīng)理
e-Traction是一家汽車電氣解決方案專業(yè)公司,致力于為巴士,、垃圾車以及乘用車等各種專業(yè)車輛提供電動馬達和驅(qū)動解決方案,,旨在提高電動傳動系統(tǒng)的效率,減少二氧化碳排放,、噪聲和污染,,以及對化石燃料的依賴。觀看視頻,。
“TI Piccolo 微控制器與InstaSPIN™-FOC 和FAST™ 軟件編碼器的完美結(jié)合,,可實現(xiàn)全新的車輛電氣化世界,提供一款能夠在任何電機類型,、功率范圍以及可變速度與負載條件下正常工作的統(tǒng)一無傳感器解決方案。我們可使用相同軟件解決方案支持高電壓變流異步泵,、壓縮機以及起動器發(fā)電機,。而且我們還從我們的乘用車和巴士同步輪轂電機上取消了機械轉(zhuǎn)子傳感器,這不僅可消除主要開發(fā)問題源,,同時還可提高安全性與可靠性,。由于InstaSPIN-FOC 的轉(zhuǎn)矩控制非常出色,,所以我們可將我們的工作重心放在系統(tǒng)通信與診斷、產(chǎn)品增強功能以及最新發(fā)明創(chuàng)造上,,讓世界變得更清潔,、更綠色環(huán)保、宜居,。”
― Geert Kwintenberg,,e-Traction 公司電子及軟件工程部部門經(jīng)理