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德州仪器InstaSPIN-FOC引领电机控制新技术

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电机、马达,我们的生活工作中无处不在。据IMS RESEARCH的数据,目前,年电机产量110亿部,呈增长态势。电机功耗占全球总功耗的45%,提高电机驱动型系统的效率有望使全球电力消耗降低9%——14%中国在电机控制领域具有非常重要的位置,全球电机大部分是中国制造的。

为了实现高可靠性、低成本和高效率,业界正从有刷向三相无刷电机以及有传感器向无传感器转型。

虽然无传感器FOC电机技术可带来许多系统优势,但许多行业都因缺乏电机控制系统知识而不得不延迟采用和推广这些技术。

日前,TI宣布推出最新InstaSPIN™-FOC(磁场定向控制)解决方案,其可帮助电机控制系统设计人员在5分钟乃至更短的时间内识别、调节并通过可变速度及负载全面控制任何类型的三相同步或异步电机,无需花费数周乃至数月的时间来调节电机控制系统,他们现在可集中精力进行差异化设计。这种新型技术不仅无需机械电机转子传感器,可降低系统成本,而且还可通过嵌入在TI 32C2000™ Piccolo™微控制器上只读存储器(ROM)中的最新软件编码器(无传感器观察器)算法FAST™ (通量、角度、速度和转矩)来改进工作。

InstaSPIN-FOC™技术的特性与优势:

·设计时间缩短数月:由于识别和控制调节几乎是全自动的,因此设计人员可在全电机转矩的基础上为其产品功能实现差异化;

·接近编码器性能:采用嵌入式片上FAST观察器算法对各种使用条件下的通量、角度、速度和转矩进行可靠、稳健估算。有了准确的无传感器估算器,大多数情况下无需物理编码器;

·支持所有三相电机:同一解决方案支持同步(BLDCSPMIPM)和异步(ACI);

·识别与调节:离线电机调试可识别所需的电机电气参数,调节FAST算法,并初始化电流控制器,从而可确保稳定的工作。此外,还提供可选在线电阻再评估模式,其可在最恶劣条件下跟踪高稳健观察器性能的变化;

·可避免启动难题:支持内建启动模式和不足一个电气周期的观察器角度锁定,可避免其它无传感器技术的启动难题;

·低速性能:可在低于1 Hz(典型值)全转矩稳定状态下保持角度完整性,支持零速逆转和失速状态下的顺利失速恢复;

·能实施单函数调用,增加灵活性:可将FOC转矩控制器(从相同ROM支持多达2个电机)或完全定制的FAST控制系统作为电机传感器;

·支持最高效的电机定型:内建磁场控制,可提供手动或自动磁场减弱(速度更高)或手动磁场加强(转矩更高)应用;

·可节省大量能源:适用于采用PowerWarp™模式的感应电机,可在不立即需要转矩时避免能量浪费;

·轻松开发、快速评估:通过MotorWareTM使用最新电机控制库(模块、驱动器、系统示例与文档),其可提供面向对象、基于API的最新C语言编码技术。可通过TI最新免费GUI Composer工具进行实验室仪表检测。

供货情况

InstaSPIN-FOC 现已开始供货,通过可随时投入生产的 90 MHz、32 位浮点 Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的将来将会运用到其它几款 Piccolo 微控制器中。设计人员可采用低电压低电流电机控制套件(DRV8312-69M 套件)、低电压大电流电机控制套件(DRV8301-69M 套件)或高电压电机控制套件 (TMDSHVMTRINSPIN) 启动其最新 InstaSPIN-FOC 电机设计。如果设计人员此前已经购买了 TI 电机控制开发套件,他们可订购支持模块化 InstaSPIN™-FOC 的 Piccolo controlCARD (TMDSCNCD28069MISO)。

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