采用 FAST? 軟件編碼器算法的 InstaSPIN?-FOC 電機(jī)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(chǎng)定向控制）解決方案，其可幫助電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在 5 分鐘乃至更短的時(shí)間內(nèi)識(shí)別、調(diào)節(jié)并通過(guò)可變速度及負(fù)載全面控制任何類型的三相同步或異步電機(jī)，無(wú)需花費(fèi)數(shù)周乃至數(shù)月的時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)控制系統(tǒng)，他們現(xiàn)在可集中精力進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。這種新型技術(shù)不僅無(wú)需機(jī)械電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器，可降低系統(tǒng)成本，而且還可通過(guò)嵌入在 TI 32 位 C2000? Piccolo? 微控制器上只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 中的最新軟件編碼器（無(wú)傳感器觀察器）算法 FAST?（通量、角度、速度和轉(zhuǎn)矩）來(lái)改進(jìn)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(jī)控制開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單高效。

提高電機(jī)系統(tǒng)的可靠性與效率

雖然無(wú)傳感器 FOC 電機(jī)技術(shù)可帶來(lái)許多系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，但許多行業(yè)都因缺乏電機(jī)控制系統(tǒng)知識(shí)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(jì)人員簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)，降低系統(tǒng)成本與復(fù)雜性，即便是電機(jī)控制經(jīng)驗(yàn)有限的設(shè)計(jì)人員也能游刃有余，而且還可實(shí)現(xiàn)出色的解決方案，提高所有可變速度及負(fù)載電機(jī)應(yīng)用中的電機(jī)效率、性能與可靠性。在傳統(tǒng) FOC 電機(jī)設(shè)計(jì)中，采用轉(zhuǎn)子傳感器既會(huì)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(hù)），還可能會(huì)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(duì)系統(tǒng)造成不利影響。此外，在封閉式壓縮機(jī)或大型牽引設(shè)備等眾多應(yīng)用中采用傳感器也是完全不切實(shí)際的。

InstaSPIN-FOC? 技術(shù)的特性與優(yōu)勢(shì)：

• 設(shè)計(jì)時(shí)間縮短數(shù)月：由于識(shí)別和控制調(diào)節(jié)幾乎是全自動(dòng)的，因此設(shè)計(jì)人員可在全電機(jī)轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上為其產(chǎn)品功能實(shí)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(duì)各種使用條件下的通量、角度、速度和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行可靠、穩(wěn)健估算。有了準(zhǔn)確的無(wú)傳感器“估算器”，大多數(shù)情況下無(wú)需物理編碼器；
• 支持所有三相電機(jī)：同一解決方案支持同步（BLDC、SPM 與 IPM）和異步 (ACI)；
• 識(shí)別與調(diào)節(jié)：離線電機(jī)調(diào)試可識(shí)別所需的電機(jī)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(píng)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(dòng)難題：支持內(nèi)建啟動(dòng)模式和不足一個(gè)電氣周期的觀察器角度鎖定，可避免其它無(wú)傳感器技術(shù)的啟動(dòng)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(fù)；
• 能實(shí)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(dá) 2 個(gè)電機(jī)）或完全定制的 FAST 控制系統(tǒng)作為電機(jī)傳感器；
• 支持較高效的電機(jī)定型：內(nèi)建磁場(chǎng)控制，可提供手動(dòng)或自動(dòng)磁場(chǎng)減弱（速度更高）或手動(dòng)磁場(chǎng)加強(qiáng)（轉(zhuǎn)矩更高）應(yīng)用；
• 可節(jié)省大量能源：適用于采用 PowerWarp? 模式的感應(yīng)電機(jī)，可在不立即需要轉(zhuǎn)矩時(shí)避免能量浪費(fèi)；
• 輕松開(kāi)發(fā)、快速評(píng)估：通過(guò) MotorWare^TM 使用最新電機(jī)控制庫(kù)（模塊、驅(qū)動(dòng)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(yǔ)言編碼技術(shù)。可通過(guò) TI 最新免費(fèi) GUI Composer 工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室儀表檢測(cè)。

供貨情況

InstaSPIN-FOC 現(xiàn)已開(kāi)始供貨，通過(guò)可隨時(shí)投入生產(chǎn)的 90 MHz、32 位浮點(diǎn) Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的將來(lái)將會(huì)運(yùn)用到其它幾款 Piccolo 微控制器中。設(shè)計(jì)人員可采用低電壓低電流電機(jī)控制套件（DRV8312-69M 套件）、低電壓大電流電機(jī)控制套件（DRV8301-69M 套件）或高電壓電機(jī)控制套件 (TMDSHVMTRINSPIN) 啟動(dòng)其最新 InstaSPIN-FOC 電機(jī)設(shè)計(jì)。如果設(shè)計(jì)人員此前已經(jīng)購(gòu)買了 TI 電機(jī)控制開(kāi)發(fā)套件，他們可訂購(gòu)支持模塊化 InstaSPIN?-FOC 的 Piccolo controlCARD (TMDSCNCD28069MISO)。

查閱有關(guān) InstaSPIN-FOC 及 TI 電機(jī)控制解決方案的更多詳情：

• TI 電機(jī)控制解決方案：http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/apps/motor/end_equipment.page；
• 電機(jī)控制培訓(xùn)：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(dòng)交流，咨詢問(wèn)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(shí)時(shí)控制 C2000? 微控制器，乃至 Hercules? 安全微控制器，TI 為設(shè)計(jì)人員提供齊全面的微控制器解決方案。通過(guò)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(jì)人員可加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。

看看我們的客戶是如何評(píng)價(jià)的！歡迎閱讀他們對(duì) InstaSPIN?-FOC 的反饋信息！

Contronics 公司致力于開(kāi)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(xiàn)。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(shí)間延長(zhǎng)一倍。此外，Contronics 多年來(lái)一直提供通風(fēng)設(shè)備控制器，并因所推出的新產(chǎn)品 CoMoCo 智能電機(jī)控制將為其產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)變革而深感振奮。觀看視頻。

“CoMoCo 是世界上智能的電氣風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)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(fēng)扇功耗不足 10W 的同時(shí)，還能保持速度和所需的氣流不變。在我們?yōu)槠?14 個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，與三端雙向可控硅開(kāi)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(hào)，我們將風(fēng)扇本身轉(zhuǎn)變成了速度及流量傳感器。這實(shí)際上可提高動(dòng)態(tài)功能，無(wú)需昂貴的硬件，并可簡(jiǎn)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(yíng)荷蘭，自行車不僅是一種鍛煉休閑工具，同時(shí)也是一種生活方式。電動(dòng)助力自行車已占據(jù)其消費(fèi)類產(chǎn)品銷售額的 20%，因此他們希望擴(kuò)大其市場(chǎng)范圍，在全國(guó)乃至整個(gè)世界實(shí)現(xiàn)更輕松的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。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?cè)跊](méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)子傳感器解決方案的高成本與低可靠性問(wèn)題的情況下，獲得更靜音的更小巧直驅(qū)電機(jī)。電機(jī)識(shí)別和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能可幫助我們快速檢測(cè)新型電機(jī)，更重要的是，可確保我們的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常工作。這樣，我們的工程師就可集中精力進(jìn)行創(chuàng)新，例如利用 FAST? 軟件編碼器的獨(dú)特、極高分辨率速度與轉(zhuǎn)矩信號(hào)實(shí)現(xiàn)盡可能多的自行車騎手增強(qiáng)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(dòng)馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)解決方案，旨在提高電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，減少二氧化碳排放、噪聲和污染，以及對(duì)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(shí)現(xiàn)全新的車輛電氣化世界，提供一款能夠在任何電機(jī)類型、功率范圍以及可變速度與負(fù)載條件下正常工作的統(tǒng)一無(wú)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(jī)以及起動(dòng)器發(fā)電機(jī)。而且我們還從我們的乘用車和巴士同步輪轂電機(jī)上取消了機(jī)械轉(zhuǎn)子傳感器，這不僅可消除主要開(kāi)發(fā)問(wèn)題源，同時(shí)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(qiáng)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。”

― Geert Kwintenberg，e-Traction 公司電子及軟件工程部部門經(jīng)理

商標(biāo)

InstaSPIN、C2000、Piccolo、MSP 以及 MotorWare 是德州儀器公司的商標(biāo)，而 Stellaris 則是其注冊(cè)商標(biāo)，所有注冊(cè)商標(biāo)與其它商標(biāo)均歸其各自所有者所有。

關(guān)于德州儀器公司

德州儀器 (TI) 半導(dǎo)體創(chuàng)新技術(shù)為未來(lái)世界開(kāi)啟無(wú)限可能。攜手全球 90,000 家客戶，TI 致力打造更智能、更安全、更環(huán)保、更健康以及更精彩的生活。TI 把構(gòu)建美好未來(lái)的承諾付諸于日常言行的點(diǎn)滴，從高度負(fù)責(zé)地生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品，到關(guān)愛(ài)員工、回饋社會(huì)。這一切僅是 TI 實(shí)踐承諾的開(kāi)始。

TI 在納斯達(dá)克證交所上市交易，交易代碼為 TXN。
更多詳情，敬請(qǐng)查閱 http://www.ti.com.cn。
TI 半導(dǎo)體產(chǎn)品信息中心免費(fèi)熱線電話：800-820-8682。