Используя технологию InstaSPIN-FOC в микроконтроллерах С2000 Piccolo, на идентификацию параметров электродвигателя, настройку системы управления, запуск и реализацию функций управления во всем диапазоне скоростей и нагрузок разработчик потратит менее 5 минут. Программный алгоритм FAST исключает необходимость в механическом датчике ротора
Компания Texas Instruments представила революционную технологию управления трехфазным электродвигателем любого типа – InstaSPIN-FOC (Field-Oriented-Control, управление ориентацией поля или векторное управление). Теперь разработчики могут сосредоточиться на дифференциации своих систем, а не тратить недели и месяцы на настройку системы управления электродвигателем. Благодаря новой технологии на задачу определения параметров электродвигателя, его настройки, запуска и полного управления (изменение скорости и нагрузки) будет затрачено менее 5 минут. Технология подразумевает реализацию всех функций управления любым типом трехфазного электродвигателя, синхронным или асинхронным. Кроме того, исключается необходимость использования механического датчика ротора, что позволяет уменьшить производственные затраты и повысить надежность работы электродвигателя. Механический датчик ротора заменяется программным алгоритмом энкодера FAST (Flux, Angle, Speed, Torque – поток, угол, скорость, момент), который теперь встроен в ПЗУ 32-разрядных микроконтроллеров семейства С2000 Piccolo.
Повышенная надежность и эффективность работы электродвигателя
Во многих отраслях промышленности метод векторного управления электродвигателями пока еще не получил широкого признания из-за отсутствия достаточных знаний о нем, даже несмотря на многие преимущества метода. Технология InstaSPIN-FOC позволит упростить разработку, снизить сложность систем, – даже для разработчиков, обладающих ограниченными знаниями в этой области, – и повысить качество решений, КПД двигателя, производительность и надежность во всем диапазоне скоростей и механических нагрузок. В традиционном векторном управлении использование механического датчика ротора вызывает увеличение стоимости системы (датчик, источник питания, специальные кабели и разъемы, его установка и обслуживание), кроме того он снижает надежность системы (снижение производительности в жестких условиях работы, электрический шум и наводки, температура и влажность). Дополнительно, использование датчика во многих приложениях (компрессоры закрытого типа, большие тяговые машины) крайне затруднительно и непрактично.
Ключевые особенности и преимущества технологии InstaSPIN-FOC:
-
Значительно сокращает время разработки систем благодаря почти полной автоматической идентификации параметров электродвигателя и настройки управления.
Встроенный программный алгоритм FAST позволяет делать точные вычисления для оценки потока, угла, скорости и момента во всех условиях использования. Производительность и точность программного алгоритма сравнимы с характеристиками физического энкодера и в большинстве случаев устраняют необходимость его использования.
-
Одно решение для всех типов синхронных (BLDC, SPM и IPM) и асинхронных (ACI) трехфазных электродвигателей.
-
В процессе идентификации, настройки и ввода в эксплуатацию электродвигателя вне системы определяются необходимые электрические параметры, настраивается алгоритм FAST и инициализируются текущие контроллеры для стабильной работы. Дополнительный штатный режим переоценки сопротивления позволяет отслеживать изменения с целью поддержания устойчивой работы блоков контроля и управления в жестких условиях использования.
-
Встроенные режимы запуска и блокировка блока контроля угла менее чем на один электрический цикл исключают технические проблемы при запуске электродвигателя, присущие другим бессенсорным методам управления.
-
Высокие рабочие характеристики на низких скоростях в условиях полного крутящего момента, реверса через нулевую скорость, торможения и плавного вывода двигателя из режима срыва.
-
Высокая гибкость достигается за счет применения одного вызова функции, как при реализации FOC контроллера крутящего момента (управление двумя электродвигателями с помощью одного микроконтроллера), так и в случае полностью настраиваемой системы управления с FAST-алгоритмом в качестве датчика электродвигателя.
-
Позволяет получить более эффективное управление электродвигателем со встроенным векторным управлением, что позволяет разрабатывать приложения с ручным или автоматическим ослаблением поля (более высокие скорости вращения) или ручным увеличением поля (более высокий крутящий момент).
-
Достигается значительная экономия электроэнергии и повышается КПД асинхронных электродвигателей с использованием режима PowerWarp, исключающего потери энергии при минимальных нагрузках.
- Разработка программного кода значительно упрощается за счет обновленной библиотеки функций управления электродвигателем и программного комплекта MotorWare, который предлагает Си объектно-ориентированные и API методы составления программы.
Технология InstaSPIN-FOC доступна на данный момент на 32-разрядных микроконтроллерах серии Piccolo F2806xF. В дальнейшем планируется реализация технологии на некоторых других микроконтроллерах Piccolo. Для разработки систем управления электродвигателями компания предлагает несколько отладочных наборов (DRV8312-69M-KIT, DRV8301-69M-KIT, TMDSHVMTRINSPIN). Для разработчиков, которые ранее приобрели отладочные наборы для приложений управления электродвигателями, доступен для заказа процессорный модуль TMDSCNCD28069MISO, поддерживающий технологию InstaSPIN-FOC. Вся необходимая документация по отладочным наборам доступна в среде MotorWare.
