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近日，德州儀器（TI）推出了一種“革命性”的電機驅動(dòng)技術(shù)，它采用TI特有的FAST軟件編碼器算法來(lái)控制FOC電機，無(wú)需傳感器，可顯著(zhù)縮短開(kāi)發(fā)周期，全面簡(jiǎn)化系統設計。 電機用途廣泛。國際能源署稱(chēng)，電機消耗全球近一半的電能；提高電機驅動(dòng)系統的效率有望使全球電力消耗降低9% 到14%。電機技術(shù)正在從有刷電機向無(wú)刷電機和三相FOC電機演化。 傳統的有刷電機結構簡(jiǎn)單、便于控制（普通8位單片機即可）、性能優(yōu)異，但其可靠性差、噪聲大、振動(dòng)大、部件磨損大。運轉過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生火花，這限制了它在一些場(chǎng)合中的應用。三相簡(jiǎn)易無(wú)刷電機則更可靠，尺寸也更小，性能良好，但同樣具有噪音大、振動(dòng)大、會(huì )產(chǎn)生扭矩紋波等缺點(diǎn)。帶傳感器的三相FOC電機克服了前兩種電機的缺點(diǎn)，它噪音小、振動(dòng)小，性能更好，在動(dòng)態(tài)系統中的效率更高。但這類(lèi)電機成本過(guò)高，傳感器的故障率高，限制了它的普及應用。 新一代三相位FOC-SMO無(wú)傳感器電機以算法來(lái)替代傳感器，克服了有傳感器FOC的缺點(diǎn)，而性能幾乎可與之媲美，可在眾多應用中良好工作，具有廣闊的應用前景。 FOC是磁場(chǎng)定向控制（Field Orientated Control）的簡(jiǎn)稱(chēng)。如下圖所示，FOC必須知道轉子的精確位置（轉子磁場(chǎng)），用以產(chǎn)生適當的定子磁場(chǎng)，從而定向地輸出最大扭矩。精確位置信息可通過(guò)高成本的傳感器編碼器／旋變(resolver)來(lái)實(shí)現，也可以通過(guò)復雜軟件算法（觀(guān)測器）來(lái)實(shí)現，后者具有 成本較低、無(wú)需維修與更換、可在無(wú)法使用傳感器的地方使用的優(yōu)點(diǎn)。其唯一的缺點(diǎn)在于它不適合位置控制FOC。 
TI 公司MCU 業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻先生介紹說(shuō)，TI 的 FAST（Flux Angle Speed Torque）算法比其它算法更優(yōu)異。它支持所有同步和異步電機三相電機，需要的電機參數較少，觀(guān)測器無(wú)需調試，具有更高精度和更高動(dòng)態(tài)可靠性，在零速及過(guò)零速時(shí)保持穩定，可進(jìn)行失速恢復，具備更好的帶載啟動(dòng)性能，可進(jìn)行自動(dòng)電流環(huán)路調整，而且可提供最高保真反饋信號。 據稱(chēng)FAST可替代過(guò)去的電機傳感器或軟件觀(guān)察器技術(shù)，顯著(zhù)降低無(wú)傳感器FOC 系統的開(kāi)發(fā)難度。新手只需調用ROM中的完整系統功能就能夠去調整控制增益，而專(zhuān)家僅需從ROM 中調用FAST編碼器功能就能夠完全地定制控制系統。目前該技術(shù)通過(guò)TI的支持InstaSPIN-FOC 的Piccolo F2806x提供。它已全面通過(guò)投產(chǎn)認證。特性如下： Piccolo F2806x：超集Piccolo 系列 •具有FPU 的90 MHz C28x 32 位CPU •256 KB 閃存，96 KB RAM •ROM 中內建電機函數庫 •-40 至105C (T) 或125C AEC Q100 (Q) •80 和100 引腳QFP 封裝 器件型號為T(mén)MS320F28062FPNT。注意當中的F代表增加InstaSPIN-FOC 功能。
TI公司稱(chēng)，采用TI的FOC技術(shù)無(wú)前期投資，無(wú)后續成本或專(zhuān)利費，無(wú)額外支持費用，無(wú)額外維護費用。InstaSPIN –FOC 的成本會(huì )隨產(chǎn)量上升而下降，普及會(huì )越來(lái)越快。F2806x是100% 引腳兼容器件，可根據需要輕松移植至非ROM 解決方案。TI公司在2013 年將提供廣泛的Piccolo 產(chǎn)品系列支持。 |
