電機(jī)驅(qū)動(dòng)走向高效節(jié)能

　　正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)是主流

　　瑞薩電子通用和SoC產(chǎn)品中心經(jīng)理劉濤介紹道，電機(jī)應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)主流趨勢(shì)是在正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)上。如何通過(guò)先進(jìn)的變頻控制達(dá)到空調(diào)的多功能、高舒適性、低噪音低振動(dòng)以及最關(guān)鍵的提高能效比，是目前市場(chǎng)上最為關(guān)心的問(wèn)題。目前源于各大先進(jìn)半導(dǎo)體公司及電機(jī)應(yīng)用廠商的共同努力，正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和普及，其優(yōu)越性得到了市場(chǎng)的一致認(rèn)可。接下來(lái)需要解決和改善的方向主要有：進(jìn)一步完善控制算法，提高電機(jī)效率，降低振動(dòng)及噪音，提升可靠性;直流電機(jī)本體的性能提升和降低成本;半導(dǎo)體廠商和電機(jī)廠商的配合，通過(guò)先進(jìn)的產(chǎn)品推動(dòng)直流變頻時(shí)代的快速前進(jìn)。

　　精確的位置控制及電流控制

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

         

　　白電的電機(jī)三特征

　　“節(jié)能，靜音，智能”，這將是未來(lái)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(dǎo)體微控制器)稱，“技術(shù)創(chuàng)新，加快開(kāi)發(fā)周期”是目前白色家電廠商產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要需求。對(duì)于家用電器耗能最大的電機(jī)，如空調(diào)、冰箱的壓縮機(jī)，洗衣機(jī)的電機(jī)和風(fēng)扇的電機(jī)，經(jīng)歷了從交流電機(jī)到直流無(wú)刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)和直驅(qū)電機(jī)的演變。節(jié)能、提高能耗比是電機(jī)發(fā)展的主要因素;而減少電機(jī)的震動(dòng)噪音，提供舒適、智能的控制等需求提升則推動(dòng)電機(jī)控制器及控制技術(shù)的創(chuàng)新。

　　作為電機(jī)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(hào)處理器(DSP)的演變。電機(jī)控制算法的提升，不同種類電機(jī)的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無(wú)傳感器控制、高轉(zhuǎn)速電機(jī)控制等需要運(yùn)算處理能力強(qiáng)、頻率高、處理和采樣速度快速的微控制器。

　　2013年中國(guó)白電市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)前幾年的激勵(lì)政策和產(chǎn)品推陳出新，變頻家電已得到市場(chǎng)認(rèn)可，變頻產(chǎn)品市場(chǎng)份額逐年提升。

　　重視細(xì)節(jié)：處理性能與模擬功能

　　“雖然能效是電機(jī)控制選擇MCU解決方案時(shí)需要考慮的一點(diǎn)，但更為重要的是處理性能與芯片上模擬功能的級(jí)別。”Silicon Labs公司8位MCU產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Abhijit Grewal解釋道，例如，為了滿足電機(jī)控制的性能要求，Silicon Labs圍繞高速8051內(nèi)核設(shè)計(jì)了F85x/6x系列MCU，該內(nèi)核比同類競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(jī)控制效率、以及能夠針對(duì)各種電機(jī)速度而執(zhí)行更復(fù)雜算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3個(gè)獨(dú)立的高精確度PWM通道，它們具有內(nèi)置的過(guò)電流保護(hù)/故障檢測(cè)能力，特別適用于電機(jī)控制和電源等應(yīng)用。此外，F(xiàn)85x/6x 系列MCU包括一個(gè)12位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、兩路具有可編程滯后和響應(yīng)時(shí)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(shí)鐘或晶體。片上溫度傳感器簡(jiǎn)化了系統(tǒng)校準(zhǔn)過(guò)程，不需要添加額外的片外傳感器。多種通信外設(shè)(I2C、SPI和UART)也為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)基于應(yīng)用需求而選擇外設(shè)的靈活性。這些片上特性的整合使得開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)中僅需要極少的外部器件，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手MCU相比帶來(lái)更低的系統(tǒng)成本。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]王瑩.電機(jī)控制的技術(shù)市場(chǎng)動(dòng)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(wú)刷電機(jī)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).電子產(chǎn)品世界,2013(1):34
　　[3]鄧少華,孫琦,高強(qiáng),等.采用STM8S的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).電子產(chǎn)品世界,2013(1):49
　　[4]Ice C.將無(wú)傳感器BLDC電機(jī)控制引入低成本應(yīng)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(jī)性能檢測(cè)方法.電子產(chǎn)品世界,2012(9):75