《電子技術應用》
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小電機 大世界---德州儀器的綠色電機之路
摘要: “電機行業(yè)到了必須提升效率的轉(zhuǎn)折點”TI中國區(qū)半導體事業(yè)部市場推廣經(jīng)理李志林近日在一次媒體說明會中如是說。隨著“智能環(huán)?!?、“低功耗”等越來越受到人們的重視,這已然成了行業(yè)發(fā)展的趨勢。
Abstract:
Key words :

  “電機行業(yè)到了必須提升效率的轉(zhuǎn)折點”TI中國區(qū)半導體事業(yè)部市場推廣經(jīng)理李志林近日在一次媒體說明會中如是說。隨著“智能環(huán)保”、“低功耗”等越來越受到人們的重視,這已然成了行業(yè)發(fā)展的趨勢。

  TI中國區(qū)半導體事業(yè)部市場推廣經(jīng)理李志林

  電機,俗稱電“馬達”,是指依據(jù)電磁感應定律將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種電動設備。它幾乎存在于人們生活中的每一個角落,比如家用的抽油煙機、冰箱、吸塵器、電動車;汽車的自動門鎖、電動車、各種工業(yè)設備等。據(jù)調(diào)查,在美國某個標準家庭里,每一時刻大概有一百個電機在運轉(zhuǎn)。

  行業(yè)到了電機必須提升效率的轉(zhuǎn)折點

  行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,要求把效率提得更高,這時候?qū)︸R達的控制或驅(qū)動要求的精度就會高。據(jù)李志林介紹,原來我們很多家用產(chǎn)品,像空調(diào)、風扇或家里所有電器的風機,要么就是不用,要么就是全速運轉(zhuǎn),這種耗能驅(qū)動是粗放型的驅(qū)動?,F(xiàn)在要求我們的控制要更精密,更節(jié)約能源,因為行業(yè)到了電機必須提升效率的轉(zhuǎn)折點。

  關于馬達控制,目標就是提高效率。有了更優(yōu)異的性能,在負載發(fā)生變化的時候,馬達的響應提高了,能耗就能降下來。在便攜式應用里,電池的使用壽命會更長,還會有更緊湊的外形設計和更少的能耗。

  李志林表示,TI正嘗試通過嵌入式智能技術控制功能來提高效率,有幾種方法:

  1、增加電機的控制算法。

  2、采用數(shù)字速度及轉(zhuǎn)矩控制環(huán)路,把原來粗放型控制的精度再提高。用智能模式還可以節(jié)約成本,加速產(chǎn)品上市的進程。

  電機行業(yè)的趨勢是無刷DC馬達

  談及電機的技術趨勢,李志林介紹到有刷DC馬達是目前為止用的最好的電機,它的好處是控制起來非常簡單,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量比較小。它將電刷固定在定子上,有兩個探刷,讓它接觸轉(zhuǎn)子上分成不同區(qū)域的轉(zhuǎn)子上的線圈接線。這種架構有個不好的地方,它的電刷在每次換向的時候與轉(zhuǎn)子換向器接觸的時候會打滑,因為它有時候會絕緣,有時候會接觸,會有火花。同時探刷與換向片會有摩擦,會有火花,所以有些應用是不能用的,它控制的精度比較有限。
而無刷的DC馬達把永磁體在轉(zhuǎn)子上,繞組在定子上,因此該電機沒有電刷或轉(zhuǎn)向器,這是目前應用最多,也是未來家電應用的趨勢。

  電機能源效率水平的提高對于能源節(jié)約、環(huán)境保護具有重要意義,各國紛紛制定了電機能效標準,并頒布法令強制執(zhí)行。從長期發(fā)展趨勢來看,低效、耗能的普通電機將逐步被環(huán)保、節(jié)能的高效電機所取代。

  TI的電機發(fā)展方向

  關于TI在電機方面未來的發(fā)展方向,李志林介紹會朝以下幾個方向走:

  1、嵌入式控制,比如無刷馬達轉(zhuǎn)的時候,我們會對轉(zhuǎn)向,相位的偵測,有刷馬達是通過探刷換相的,TRBC沒有傳感器,這時候偵測和控制功能都放在我們芯片內(nèi)部。

  2、有很先進的控制算法,我們在全球有一個部門專門做這個算法。最近馬達控制領域有一個最好的轉(zhuǎn)接算法FOC,在我們16位單片機里已經(jīng)移入了FOC算法,我們叫精簡指令的FOC算法。

  3、數(shù)字控制環(huán)路。做數(shù)字控制環(huán)路有個好處,原來有個模擬器件需要去調(diào)試和改變一些參數(shù),可能會改變一些電阻電容的組織,現(xiàn)在我們采用數(shù)字控制模式,就直接用軟件改參數(shù)就可以了,這樣客戶的產(chǎn)品運行的時間會更快。

  4、更高的集成度,有很多外圍控制,把電流環(huán)路檢測部分也放在芯片里,會把一些隔離電路放在里面,所以我們的集成度會更高。

  5、我們馬達的精確度、線性度更高,比如我們要往256細分,或者半流,馬達在運行過程中是全電流運行,但在減少運行或不運行時把電流降下來。

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