電機控制向高精度和平臺化演進
當前,國內本土變電器/電機控制廠家做的產品已經接近國外先進產品,無論從外觀和性能都差不多,但是在效率和噪聲、平穩性方面還是差那么一點點。同時,本土廠商也希望產品更快上市。為此,半導體供應商正在改進其芯片(MCU/DSP與信號調理等)與開發平臺,以提高控制效率和精度。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/130083.htm目前,在電機和電源控制領域,活躍著二十幾家半導體廠商。雖然競爭,但是由于“這個市場較大,足夠這些廠商發揮。”ADI 技術業務經理張松鋼告訴《電子產品世界》編輯。
精度提高策略
國內目前電機、電流盤控制基本是10~12位精度,ADI等半導體供應商正在把此控制精度提高到12位以上。然而,僅這一點點的提高,電機控制的效率以及電機噪聲的改善就會是一大步。
生產率提高策略:平臺化
平臺化的優勢是可讓設計重復應用,同時可快速切入市場。
然而,由于電機控制涵蓋的領域很廣,平臺化的同時又要保證效率提高,對各半導體廠商是一個很大的挑戰。
為了方便設計,很多半導體公司努力推出高端的軟件平臺,從軟件上進行調整。因為硬件平臺各家基本一致,對于不同的算法和過程目標及要求會有一些改變,這種情況下,就需要在軟件上給力。ADI就推出了一個演示,是怎么把圖形化的軟件直接跟DSP開發系統結合在一起,通過仿真結果,直接在處理器上實現。
富士通半導體公司市場部產品經理丁潔早也認為軟件是平臺化的關鍵。他說:“從硬件來看,富士通完全沒有問題,只不過給客戶提供軟件時,要根據不同的電機提供不同的控制(算法)策略。“
平臺化的可行性分析
據張松鋼介紹,雖然電機千姿百態,但大同小異宗,70%~80%結構相似,原理上是怎么把這個電機旋轉起來,定子是固定的,由定子產生旋轉磁場,轉子跟隨旋轉磁場旋轉。因此所有電機共性的地方就是產生磁場。磁場的波形可以是T型或方波等。感應電機會產生感應磁場,因為它會有一個差,轉子和定子永遠有一個小的差,所有直流誤差(其實是直流特性交流控制的)產生的波形是T型波。因此,波形也是相似的。所以常用的幾種電機可以用一個平臺來實現。
另外,所有的電機,基本上控制的量有3~4個環,從最里邊的速度環,到電流環、電壓環。如果想做精確位置控制,在電機連線上的電流及電壓等量也需要檢測,還要檢測轉子相應的位置。所以作為整個電機控制平臺,除了功率驅動,還需要實現電壓和電流檢測,便可以完成速度環、電壓環、電流環的控制。
因此把上述元素可以組成一個完整的平臺,客戶在最終做產品的時候,可以根據不同的需求進行裁減,針對具體的對象,例如如果是感應電機,就用感應電機算法做。
圖 電機和電源控制平臺(來源:ADI)
ADI的方案
工業占ADI將近一半業務,電機領域ADI自然也十分重視。目前,ADI在整個電機和電源控制當中,除了功率器件不做外,其他所有相關信號調理的電路都做。尤其國內目前在信號檢測、電流/電壓檢測以及位置檢測方面,ADI具有一定的優勢。處理器(電機控制)和電源控制方面,ADI近幾年已規劃了一系列的產品,預計今年下半年或明年推出。
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