意法半导体:三相电机控制解决方案
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意法半导体拥有强大的、面向电机控制应用的产品组合。 运转顺畅和高效率推动了电机控制的发展。 面向PMSM、PMAC和感应电机(其采用高性能微控制器、功率晶体管与高压栅极驱动器IC)的磁场定向控制(FOC)软件的发展满足了对更高效率的需求。 对于功率较低的应用而言,面向步进电机的新型高集成度控制器/驱动器IC可以为步进电机实现更顺畅的运转和更高的定位精度。
三相AC感应电机
三相感应电机属于无刷电机。 定子是铜线绕组,转子通常是一个铝制鼠笼。 典型的驱动器配置是1个三相桥(3个半桥),可以为定子提供3个正弦波电压。 该驱动器通常用于功率较高的应用,一般由1个带有高压栅极驱动器的分立式IGBT,或者整合了3个半桥和相关栅极驱动级的功率模块组成。 在控制逆变器的微控制器内实现了磁场定向控制或标量(伏特/赫兹)控制算法。
三相感应电机矢量驱动器(FOC)
矢量控制(亦即磁场定向控制,FOC)是可变频率驱动器使用的一种方法,用于控制三相AC电机的扭矩和速度。 特别地,这种方法意味着要测量电机电流,然后将其转换到与机器的转子一起旋转的坐标系内。 为了完成这种参考帧转换,必须直接测量(通过实际的速度/位置传感器)或者间接估计(无传感器法)转子位置。
矢量控制需要HW外设方可完成这项任务和比标量控制更密集的计算,另一方面它实现了更好的动态响应(例如加载速度控制方面的变化)、更准确的机械扭矩调节和更安静的操作。
通常,低成本32位微控制器就可以处理这种驱动器。
标量控制电压频率比驱动器
在标量驱动器内,一般只控制频率和施加在电机上的电压(并不要求控制电流反馈)。
特别是对于Φ感应电机而言,标量驱动器通常控制开/闭速度环内的电压-频率(V/F)之比(只有在后面这种情况下才必须控制电机速度反馈)。 如果知道电机速度信息,则可另外实现滑动调节,从而优化电机效率。
虽然简单(可以由8位和32位微控制器执行),但是V/f控制就能够满足大多数应用的需求了。