德州儀器永磁同步電機(jī)控制方案
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
永久磁性同步電機(jī)(PMSM)概述
永久磁性同步電機(jī)(PMSM)與AC感應(yīng)電機(jī)或無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)非常相似。它們都具有永久磁性轉(zhuǎn)子和繞線定子。
PMSM電機(jī)通常使用正弦波形控制,而BLDC電機(jī)通常使用梯形信號(hào)控制,梯形信號(hào)也稱為六步換向。
PMSM的正弦控制效率很高,電機(jī)操作順暢,可最大程度地減少震動(dòng)并降低噪聲。對(duì)PMSM電機(jī)使用場(chǎng)定向控制(FOC)技術(shù)還可最大程度地減少系統(tǒng)生成的扭矩紋波和電磁干擾。PMSM電機(jī)就大小與AC感應(yīng)電機(jī)(ACIM)相比時(shí),可提供更高的功率密度。
微處理器
TI的C2000™系列MCU可以通過(guò)使用標(biāo)量或矢量控制技術(shù)控制PMSM電機(jī)。了解轉(zhuǎn)子位置對(duì)于高效控制PMSM電機(jī)非常重要。通過(guò)連接至電機(jī)的霍爾傳感器或旋轉(zhuǎn)式編碼器能夠檢測(cè)到轉(zhuǎn)子的位置。這些傳感器輸入用于含傳感器的反饋控制系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)子位置還可通過(guò)使用反電動(dòng)勢(shì)電壓信息進(jìn)行估算。此反饋控制模式無(wú)需使用傳感器和附加接線。位置或速度評(píng)估器也可用于計(jì)算轉(zhuǎn)子位置。
C2000MCU上的集成高速12位ADC轉(zhuǎn)換器、高分辨率脈寬調(diào)制器(PWM)和正交編碼器輸入(QEI)使其適合于實(shí)施PMSM電機(jī)控制。C2000MCU內(nèi)核能夠在短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù),使此MCU系列成為實(shí)施矢量控制技術(shù)和同時(shí)控制多個(gè)電機(jī)的理想選擇。此系列的PWM具有可編程死區(qū)延遲,可驅(qū)動(dòng)高側(cè)和低側(cè)閘極驅(qū)動(dòng)器。
Stellaris®系列MCU向偏愛(ài)開放式構(gòu)架內(nèi)核的客戶提供基于ARM的解決方案。這些MCU還為傳感器的控制提供集成ADC、特定于電機(jī)控制的PWM和QEI輸入。其基于硬件的故障檢測(cè)系統(tǒng)可更快地關(guān)閉系統(tǒng),無(wú)需軟件干預(yù)。這些MCU也可用于實(shí)施標(biāo)量和矢量控制技術(shù)。
隔離
TI數(shù)字隔離器具有邏輯輸入和輸出緩沖器,這些緩沖器由TI的二氧化硅(SiO2)隔離勢(shì)壘進(jìn)行隔離,可提供4kV隔離。當(dāng)與隔離電源配合使用時(shí),這些器件可阻止高電壓、隔離接地以及防止噪聲電流進(jìn)入本地接地并干擾或損害敏感電路。
接口/連接
傳統(tǒng)模擬RS-232/RS-485接口一直是電機(jī)控制應(yīng)用的常見選擇。展望未來(lái),設(shè)計(jì)人員將在其產(chǎn)品中集成主流接口,如以太網(wǎng)、USB和CAN。
TI致力于同時(shí)為傳統(tǒng)和新興工業(yè)接口提供解決方案。例如,TI最近推出了全世界首款隔離式CAN收發(fā)器ISO1050。
電源管理
德州儀器(TI)提供從標(biāo)準(zhǔn)IC到高性能插件、變壓器、數(shù)字電源MOSFET和集成電源模塊的電源管理IC解決方案。從AC/DC和DC/DC電源、線性穩(wěn)壓器和非隔離式開關(guān)DC/DC穩(wěn)壓器到PMIC和電源及顯示解決方案,德州儀器(TI)的電源管理IC解決方案都能幫助您完成項(xiàng)目開發(fā)。