人物与直流无刷电机图片展现的发展方向探究
导语:直流无刷电机的芯片正向着高集成的方向发展,其算法则在逐步实现与SoC硬件化相结合。这种电机外特性优异,能够在低速状态下输出巨大的转矩,同时拥有宽泛的速度范围,无论工作在何种速度下,都能实现全功率运行。
一、直流无刷电机控制方案三大发展方向
芯片向高集成方向发展,随着时间的推移,从分离状态到集成运放和比较器,再到集成预驱动、集成电源和MOSFET,最终达到全集成模块,这说明了高度集成了成为芯片核心发展趋势的一个标志。
控制算法向SoC硬件化发展,从性能和复杂度两个维度分析,电机控制算法的演进路线从最初120度方波控制,逐渐转变为有感SVPWM,然后是有感FOC,最终达到了无感FOC控制算法。这些控制算法越来越复杂,对开发者来说门槛也越来越高。在此背景下,将最新最优的控制方案通过硬件化以降低开发难度显得尤为必要。早期MCU纯软件开发模式迅速被智能化硬件所取代,如ASIC化、类正弦算法ASIC化、MDU整合及Cordic等技术,使得SOC硬件化实现了飞跃;峰G科技研发出了首款内置FOC芯片FT8213和FT8215,其中包含Rdson 1Ω驱动MOS、高度集成了所需部件,减少了外围元器件需求,同时噪声降低,转矩脉动小,并且支持EFUSE配置客户参数等功能。
直流无刷电机正在朝超高速领域迈进。一方面,由于技术不断突破,它赋予产品更多可能性;另一方面市场需求变化决定了技术走向。在运行无感FOC时,从300HZ增长至4500HZ,而峰G科技设计的一款吸尘器采用无感FOC策略,可以达到26.4万转速;航模设备利用方波策略可达78万转速,这表明超高速甚至更高速度将成为不可逆之趋势。
二、直流无刷电机有什么优势?
外特性好,在低速环境中可以提供强大的起动转矩。
速度范围广泛,可在任何速度下进行全功率运行。
效率较高且过载能力强,便于拖曳系统应用。
制动效果出色,因为其永磁材料可以进入发电状态进行再生制动。
体积小,但功率密度却很大。
无机械换向器,全封闭结构防止灰尘进入内部提高可靠性。
相比异步型驱动简单易行。