IEA數(shù)據(jù)顯示,目前,全世界發(fā)電量的50%左右是被電機消耗掉的。如果采用能效更高的電機控制技術,例如矢量控制,那么全球用電總量到2030年可降低15%。反之,地球上有限的資源終將消耗殆盡。
作為半導體廠商,通過哪些手段能夠有效提高電機控制能效呢?在剛剛結束的意法半導體(ST)電機控制巡演北京站,21ic采訪到了ST大中華與南亞區(qū)工業(yè)應用與功率分立器件產品部戰(zhàn)略計劃與業(yè)務發(fā)展總監(jiān)Allan Lagasca。通過詳細的介紹和演示,Lagasca不僅分析了智能工業(yè)升級和全新能效標準對電機控制的新需求,還分享了ST為中國市場提供的電機控制解決方案和完善的增值服務。
圖:ST大中華與南亞區(qū)工業(yè)應用與功率分立器件產品部戰(zhàn)略計劃與業(yè)務發(fā)展總監(jiān)Allan Lagasca
Lagasca表示,ST在電機控制領域已經有十幾年的研發(fā)經驗,始終密切關注能效標準的升級。以家電為例,在中國,空調、洗衣機、電冰箱等白色家電都有中國能效標識,都要符合中國的GB2標準,這個標準相當于歐洲的IE3標準。到2017年,這兩個標準會融為一體,越來越嚴格的新能效標準推動了家用電器電機驅動能效的不斷提升。
在工業(yè)領域,ST有哪些方案可以幫助中國客戶向智能制造升級呢?Lagasca告訴21ic記者,ST有很多智能的電機控制解決方案可以幫助客戶實現(xiàn)工業(yè)4.0的目標。以功率驅動方案STSpin為例,它可以顯著的降低散熱、提高電機驅動的效率和性能。STSpin最大的特點是集成度比較高,集成了驅動、功率管及相關算法等。這個小身材大智慧的芯片應用非常廣泛,包括直流有刷電機、直流固定電機和三相電機等。對于很多小功率的應用,只需一顆MCU和一顆STSpin芯片就能實現(xiàn)電機驅動的部分,大大簡化了客戶的設計。不僅提供芯片級的產品,ST還在解決方案的開發(fā)投入了巨大精力。除此之外,ST為工程師提供了參考設計固件庫、演示版和軟件等全套開發(fā)工具。同時,ST針對客戶、分銷商工程師也進行相應的培訓,加快工業(yè)4.0相關產品在中國市場的部署。
圖:ST的電機控制解決之道
在此次電機控制巡演現(xiàn)場,最吸引眼球的要數(shù)3D打印機的演示,它采用STM32 MCU和ST的驅動芯片實現(xiàn)了3D打印機的控制。
圖:3D打印機演示
電機參數(shù)自識別控制方案采用了基于ST的硬件控制板,可以識別不同電機的參數(shù)。
圖:電機參數(shù)自識別控制方案
玩具小車是工程師DIY的熱點,此次展示的玩具小車采用STM32F401 MCU和2顆驅動芯片L6470實現(xiàn)了自動小車的控制。
圖:玩具小車控制方案
這臺最大功率為40W@24V的空氣凈化器參考設計能夠支持BLDC和PMSM電機,基于FOC驅動,其功率驅動模塊集成過溫和過流保護。這一設計不僅簡化了工程師的設計流程,還具有低噪音的優(yōu)勢。
圖:40W@24V的空氣凈化器參考設計
當然ST電機控制方案的應用遠遠不止。從機器人,到家用電器,再到工廠自動化,ST都推出了相應的解決方案。針對大功率的ACEPACK,支持中功率的IPM,面向小功率的STSPin給工程師提供的豐富的選擇。
圖:ST電機控制方案的應用領域
Lagasca表示,ST憑借多年來在固件、計算和產品方面的經驗,已能滿足市場的需要。但ST始終推動創(chuàng)新發(fā)展,以空調電機控制為例,未來ST還會進行相應的系統(tǒng)實施和整合,為客戶提供即插即用的解決方案。