“電機控制”專題:瑞薩電子
序言:不久前,我國發布《中國制造2025》宏偉戰略,主題之一是智能工廠、智能制造將引領制造業的變革,因此對電機、伺服系統的需求將會大增,尤其是多軸控制和精確位置、電流控制的高端電機;同時,環保和節能/綠色能源是我國七大新興戰略型產業之一,而電機的能耗占用電設備的20%左右,因此,提高電機能效是我國可持續發展的一場持久戰。
瑞薩電子通用解決方案中心統括經理汪韌冬
1. 依貴公司角度看,電機技術的最新動向是什么?
-〉我理解這里的“電機技術”是指電動機的驅動和控制技術,在IEEE中的關鍵字對應:Motor drive 和motion control。前者主要針對電動機的驅動用的功率器件而言,而后者主要對應控制器中對電動機的運動控制算法而言。
*具體地,電機芯片方案的集成度有何發展趨勢?
*MCU、DSP、FPGA或功率、模擬芯片的最新技術動向是什么?
*電機的核心是算法,算法效率如何提升?
*散熱和噪聲如何解決?
->對應嵌入了電動機運動控制算法程序的芯片,我認為具有兩個發展趨勢:一方面,要在原來數字控制的基礎上,集成模擬器件單元(包括運算放大器、比較器),甚至小功率驅動單元(例如Power MOSFET);另一方面,電動機運動控制算法從軟件變化為固件,固化到芯片中。這樣,將會從通用控制器中衍生出一類面向電動機控制應用領域的專用規格的標準產品(ASSP)。這樣的產品,為客戶提供了一站式解決方案,降低了方案開發的難度,縮短了從方案開發到正式產品的轉化周期,更加貼近客戶的需求。
-〉從運動控制算法的角度來講,要在通用的算法基礎上,針對拖動和伺服等不同領域,開發匹配客戶規格的響應的子方案。對于通用算法,要求適應不同的輸出能力和輸入電源,在魯棒性、最優控制方面達到最佳平衡點,適應不同參數的電動機的驅動。而子方案的開發,要強調客戶體驗,做好需求分析,最終做到零誤差匹配客戶的規格。子方案的開發即目前產品的延伸產品,它是一種服務,一種軟方案。只有這樣,才能解決客戶的問題,最終形成有市場需求的方案、產品。
-〉從功率器件的角度來講,目前主要的單元器件是功率MOSFET和IGBT。對應三相電動機的驅動,這類產品有一個明確的發展趨勢:即向智能功率模塊的方向發展。模塊集成了全橋驅動的主回路、功率器件的驅動電路(負責建立微控制器產品的輸出與功率器件控制極的輸入之間的接口)、保護電路、溫度監控電路等。這樣的產品讓客戶的硬件設計和軟件設計更加簡潔、更加可靠。另一方面,隨著電力電子技術的發展,功率器件的損耗越來越低、開關速度越來越高、通流能力和過載能力越來越強、體積越來越小以及制造成本不斷下降都展示了業界良性發展的前景。
-〉基于上述發展趨勢,電動機控制的難題:散熱和噪聲問題會隨之得到更好的解決。
2.貴公司的芯片或解決方案的優勢是什么,有哪些新的解決方案?
-〉瑞薩電子立足于智能、綠色環保。電動機控制領域是我們發展的重點領域。我們為客戶準備了涵蓋微控制器及先進控制算法、模擬器件、功率器件的完整的產品線。我們建立強大的解決方案和技術服務與支持的工程團隊,從基礎算法的研究,到深度挖掘客戶需求、收集客戶體驗,我們做到了全方位、一站式的產品提供與支持。我們已經基于中國客戶的需求開發了針對家用電器變頻驅動的系列產品套件及方案,覆蓋變頻空調、變頻洗衣機、變頻風扇等各個應用領域。在工業領域,我們也為客戶準備了通用變頻器和電動自行車的參考方案。
在家電領域,基于瑞薩RX600系列MCU,配以先進FOC算法,開發出最新的變頻洗衣機解決方案。擁有更節能高效以及安靜等技術優勢,從設計到購買,致力于以一站式的服務來解決客戶的難題。
基于瑞薩32位RXv2 CPU內核的專用控制芯片及模擬&功率半導體產品(包括IGBT,IPM,高速運放等),結合先進控制算法的變頻空調“交鑰匙”解決方案,擁有高性能、高可靠性、簡單易用等技術優勢,幫助客戶大幅減少開發時間和成本,快速完成業界領先的產品開發。
在智能工廠領域,瑞薩電子推出了R-IN平臺,可兼容EtherCAT、 CC-Link等多種工業以太網協議及現場總線協議,為實現智能工廠提供必須的實時、高速、穩定、節能的交匙方案。
未來,我們將不斷創新基礎算法,順應上述的產品、方案的發展趨勢,貼近客戶的需求和體驗,接續不斷地為中國客戶發展最適合的產品和方案,與客戶共創多贏的美好局面、和諧共生的良性發展生態,為中國乃至世界的節能、低碳的發展目標做出貢獻,共創人類美好的家園,讓我們共同居住的藍色星球更加生機勃勃。
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