電機(jī)控制的技術(shù)趨勢(shì)
更加綠色
Microchip公司MCU16產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Charlie Ice稱，Microchip預(yù)期“綠色”電機(jī)控制技術(shù)將始終是電機(jī)控制市場(chǎng)的重要因素。為實(shí)現(xiàn)“綠色”電機(jī)控制所需的更高效率，電機(jī)控制設(shè)計(jì)人員將繼續(xù)尋找更高級(jí)的控制算法、新型電機(jī)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)智能技術(shù)。預(yù)計(jì)BLDC(直流無(wú)刷電機(jī)控制)電機(jī)將因其增強(qiáng)的可靠性和更高的效率而在許多系統(tǒng)中逐漸取代有刷直流電機(jī)。BLDC電機(jī)控制算法將越來(lái)越先進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)高效系統(tǒng)。預(yù)計(jì)正弦電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)將取代梯形控制，而磁場(chǎng)定向控制(FOC)之類的算法將得到更普遍應(yīng)用。同時(shí)，使用交流感應(yīng)電機(jī)的系統(tǒng)也將采用更高效的控制算法，如磁場(chǎng)定向控制，從而實(shí)現(xiàn)更高的效率。除了更高效的控制算法，還將加強(qiáng)新型電機(jī)的開發(fā)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將著眼于新型電機(jī)，如開關(guān)磁阻電機(jī)和內(nèi)置式無(wú)刷永磁電機(jī)，與當(dāng)今很受歡迎的電機(jī)類型相比，它們更有可能實(shí)現(xiàn)更高效率。
綠色=高效設(shè)計(jì)+高效控制
英飛凌科技工業(yè)與多元電子市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理黃志鴻稱，該公司對(duì)于綠色電機(jī)技術(shù)的定義指的是高能效電機(jī)設(shè)計(jì)和高效電機(jī)控制技術(shù)。二者的結(jié)合可將電機(jī)的能效提高一倍。最常使用的單相交流感應(yīng)電機(jī)的能效為30%至50%。采用綠色電機(jī)技術(shù)后，系統(tǒng)的能效可提高至80%以上。諸如無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)和永磁電機(jī)(PMSM)等綠色電機(jī)，要求采用單片機(jī)(MCU)和磁傳感器實(shí)現(xiàn)精確控制和實(shí)時(shí)響應(yīng)。低損耗電力電子器件可提升系統(tǒng)的整體效率。隨著系統(tǒng)成本上升，電子組件的質(zhì)量和可靠性成為一個(gè)重要的考慮因素，質(zhì)量和可靠性不高的電子組件有損于系統(tǒng)的環(huán)保性。
新的電機(jī)控制算法要求經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師。全新推出的單片機(jī)工具鏈包含自動(dòng)代碼生成器，從而可減輕工程師的軟件開發(fā)任務(wù)。
未來(lái)電機(jī)方向
TI李志林經(jīng)理稱，除了硬件以外，重要的是如何用很優(yōu)異的算法去控制。TI在全球除了做IC設(shè)計(jì)外，還有一個(gè)專門的實(shí)驗(yàn)室Kilby Lab做算法，也就是冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具這些硬件的算法。
對(duì)于未來(lái)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，TI模擬器件驅(qū)動(dòng)方案主要關(guān)注于以下幾點(diǎn)：嵌入式控制，控制算法，數(shù)字控制環(huán)路，更高的集成度，改進(jìn)的動(dòng)作屬性(引擎/性能)。MCU方面的創(chuàng)新主要會(huì)涉及：自動(dòng)化電機(jī)控制，差異化工具，成本、效率、連接與安全性的選擇，讓客戶集中精力實(shí)現(xiàn)增值。
變頻器和智能控制的趨勢(shì)
Fairchild半導(dǎo)體系統(tǒng)/應(yīng)用首席工程師Steven Hong分析了逆變器和智能控制的趨勢(shì)。
逆變器
隨著能源成本上升和半導(dǎo)體器件成本下降，采用變頻技術(shù)的阻礙正在減少，市場(chǎng)上有著各種價(jià)格極具吸引力的具備出色計(jì)算能力的微處理器產(chǎn)品。而且，內(nèi)置保護(hù)功能的逆變器功率模塊使得變頻設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)便和緊湊。
而且，政府補(bǔ)貼計(jì)劃鼓勵(lì)家用電器制造商生產(chǎn)更多的具有變頻功能的電器。一個(gè)很好的示例就是空調(diào)應(yīng)用中的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。使用這類變頻技術(shù)的風(fēng)扇能夠顯著提升整體效率--可能達(dá)到更高的額定能效等級(jí)。另一方面，政府有關(guān)能源利用的法規(guī)使得逆變器的使用幾乎成為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品制造商的強(qiáng)制性要求，即便在低于100W的系統(tǒng)中也不例外。所有這些因素共同作用，加快了變頻技術(shù)在世界各地的應(yīng)用速度。
智能控制
眾所周知，磁場(chǎng)導(dǎo)向控制(FOC)具有最佳的性能，但是，由于復(fù)雜性和成本因素，過(guò)去它只局限于高端應(yīng)用。隨著變頻技術(shù)更廣泛地用于各種不同應(yīng)用，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益使得FOC成為所有基于傳感器的梯形控制和V/Hz開環(huán)控制的可實(shí)施改進(jìn)方法。
為了達(dá)到更高效率，應(yīng)當(dāng)使用較少的電流來(lái)生成相同的轉(zhuǎn)矩量，內(nèi)部永磁馬達(dá)的使用將會(huì)越來(lái)越多，因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)使用磁阻轉(zhuǎn)矩來(lái)達(dá)到最高的效率。然而，這項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜性會(huì)減慢其在市場(chǎng)上的全面應(yīng)用。
