采用 FAST? 軟件編碼器算法的 InstaSPIN?-FOC 電機控制解決方案

北京2013年3月15日電 /美通社/ -- 日前，德州儀器 (TI) 宣布推出最新 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；
• 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；
• 支持較高效的電機定型：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）應用；
• 可節(jié)省大量能源：適用于采用 PowerWarp? 模式的感應電機，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 MotorWare^TM 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?API 的最新 C 語言編碼技術(shù)。可通過 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：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)計人員提供齊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 是世界上智能的電氣風扇驅(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較低水平，使 280W 的風扇功耗不足 10W 的同時，還能保持速度和所需的氣流不變。在我們?yōu)槠?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?！?/em>