
在工业领域,电机可以涵盖广泛的应用水平,从一般的风扇、液体或气体传输、水泵、机器臂或输送带,将是电机可以派上用场的地方。TI电机事业部现场应用工程师(德州仪器)Bruce Liu表示,采用DC(DC电源)可以通过电子控制来提高电源输出。只要输入多少电源,就可以使用多少电源。因此,无刷DC(BLDC)在工业领域,询问度相当高。就他目前接触的客户群体而言,约20%至30%的客户群体正在询问和讨论或投入开发无刷直流电机。
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Bruce Liu说到行业开始转向无刷直流电机应用的原因之一是工业环境的严格应用。如果使用有刷直流电机,很容易产生火花,这对于粉尘较多的工作环境来说是相当危险的。另一方面,无刷直流的能源效率相当高,也可以控制速度,这也是行业开始转向的原因之一。
他进一步透露,无刷直流电机之所以能高效,是因为电机本身通过180度弦波控制,比120度或150度T波具有更高的效率性能,但缺点是弦波控制容易受到外部温度的变化和影响EMI(电磁波干扰)的影响,尤其是对半导体元件。要进一步克服这类问题,必须通过Layout克服(电路布局)。但BrTI芯片uce Liu还表示,无刷直流电机容易受到外部杂讯的干扰,这也表明电机本身具有优异的降噪能力,不会影响其他周边系统的运行。
至于主晶片,Bruce Liu指出,FPGA(可编程逻辑闸阵列),DSP(数字信号剧理器)MCU(微控制器)等各有优缺点。但这些晶片架构有一个共同点,那就是需要写算法。
Bruce Liu考虑到客户在演算法中缺乏资源,还有另一种方法可以提供ASIC系统设计采用特殊应用积体电路)FPGA先验证晶片,再验证ASIC量产,成本会比MCU便宜,速度也在MCU之上,TI也有这样的产品,用硬体电路实现电机所需的软件和算法,内部还建滤波器,ADC(类比数字信号转换器)DAC(数位类比信号转换器)等TI这种开发工具也可以应用ASIC客户只需在临时存储器上进行微调即可。
在无刷直流电机的精度方面,Bruce Liu为了提高电机的准确性,系统设计需要霍尔传感器来加强信号回归,然后匹配MCU或是DSP,它可以达到相辅相成的效果,但另一种方法是考虑系统成本,即取下霍尔传感器,但转子位置不容易确认,这必须依靠算法来弥补其不足,不过问题就是撰写演算法的难度会有所提升,就端看系统设计者的首要考量为何。
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