电机控制系统在使用闭环控制时必须使用位置传感器,如:霍尔传感器、编码盘等,这不仅增大了电机的安装体积,增加了成本,而且降低了电机的可靠性。而开环控制则不需要位置传感器,基于凸极效应的电机转子位置估算,采用高频信号注入法,估算电机转子初始位置,从而降低了故障率,也使电机更加高效。

 

9 月 9 日 - 11 日,在 2020 深圳国际电子展(ELEXCON 2020)上,与非网记者在国产芯片厂商国民技术的展台上看到了他们展示的基于其 N32G435/N32G455 系列 MCU 芯片的多个电机控制解决方案。
 

高速风机解决方案

 

高速风机演示方案

 

根据工作人员介绍称,国民技术高速风机方案中采用了 MRAS 模型参考自适应算法、高频注入算法、恒功率控制等多种控制算法,可实现从超低速到高速的全速范围内的转子位置精确估算。根据电机的性能,当前方案使用的载波为 20KHz,最高转速可以达到 10W+RPM。基于无感 FOC 的控制,非常适用吸尘器、吹风筒、无叶风扇、空气净化器等风机类产品。


变频冰箱方案


记者在与国民技术工作人员交谈中了解到:“在电机生产的过程中,由于器件来源于不同的批次,彼此之间存在一些参数上的细小差异,而电机参数的准确性对 FOC 电机控制效果非常重要。国民技术正在进行电机参数自动识别技术的研发,此项技术能够大大增强系统的鲁棒性,提高生产效率。”

 

冰箱压缩机变频方案板

 

在实际中,压缩机类应用中存在高压启动的应用场景,在高压力的时候启动是个难点,国民技术工作人员指出,“正常来说,电机在面对不同负载时,启动是一个难点,适合不同的负载或工况,技术人员会有一部分时间是花在启动调试上,为进一步提高客户的开发效率,国民技术在该方案中采用了直接闭环启动技术,这代表着客户在调试的过程中不需要考虑负载,可以直接实现带载启动”。


该方案同时优化了速度环,恒转速控制时具有极小的速度波动。按照国民技术工作人员所说,这样的方式还能够帮助降低功耗,“如果你的 PI 调节有轻微的震荡,事实上震荡都是依靠能量来发生的,进而增加了功耗。从示波器上能够看出,我们方案的输出波形非常平稳,那么相应的功耗也就越低。同时我们高频注入的算法用很小的电流就能够将电机转子找到,将会有更多的能量用于带负载。”

 

据了解,国民技术展示的变频冰箱压缩机、空调压缩机等电机方案均已采用最先进的电机控制方案和算法。

 

变频冰箱压缩机解决方案

 

空调压缩机方案

 

其他产品展示

国民技术是中国信息安全 IC 设计领域领军企业和国家级高新技术企业,确立了“安全+通用”的芯片产品策略。迄今已针对不同使用场景发布量产超过 60 多款不同型号 MCU,涵盖工业控制、电机控制、智能表计、智能家居家电、医疗健康、电池及能源管理、生物识别、通信、机器人、汽车电子等物联网应用领域。

 

除了前面提到的基于 N32G435/N32455 系列 MCU 的电机和压缩机相关的解决方案,与非网记者看到,国民技术在安全芯片、通用 MCU、无线射频、可信计算等芯片产品线上也有丰富的产品方案展示:
 

 

N32G457QE_EVB 全功能开发板

 

医疗电子和家用参数检测模块

 

智能门锁开发板

 

封装技术

 

额温枪解决方案