GE IC670MDL930K
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★ 公司名：廈門興銳嘉進(jìn)出口有限公司
★ 聯(lián)系人：劉水仙
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導(dǎo) 言
由于具有更高的效率、更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及更小的扭矩波動(dòng)，磁場(chǎng)定向控制（FOC）正越來(lái)越多地被應(yīng)用于消費(fèi)和產(chǎn)業(yè)電機(jī)中。采用英飛凌8位微控制器XC886和XC888實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器FOC技術(shù)（當(dāng)輸出15kHz PWM載頻和133ms電流控制響應(yīng)時(shí)間時(shí)）只需要占用58%的CPU負(fù)荷，就足以滿足特定功能應(yīng)用的需求。經(jīng)過(guò)高度優(yōu)化的PWM單元CAPCOM6E能觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)丈量單直流母線電阻上的電流，為能在標(biāo)準(zhǔn)的8位微控制器上實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器FOC創(chuàng)造了條件。16位無(wú)傳感器FOC算法僅由片上內(nèi)嵌的協(xié)處理器MDU和CORDIC（矢量計(jì)算機(jī)）以及8051兼容CPU的聯(lián)合應(yīng)用就可以實(shí)現(xiàn)。MDU是 個(gè)16位乘法和除法單元，CORDIC是 個(gè)專用于矢量旋轉(zhuǎn)和角度計(jì)算的16位協(xié)處理器。
在英飛凌8位微控制器XC886和XC888上實(shí)現(xiàn)的無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制，能為電器制造商所面臨的能耗要求和定價(jià)壓力提供完美的解決方案。和大多數(shù)采用硬編碼方式實(shí)現(xiàn)的其它類型的FOC不同，基于XC886/8微控制器的解決方案具有軟件重復(fù)編程能力所帶來(lái)的附加上風(fēng)，能向用戶提供靈活多變的應(yīng)用選擇。
無(wú)傳感器的磁場(chǎng)定向控制
磁場(chǎng)定向控制算法需要轉(zhuǎn)子位置的信息。轉(zhuǎn)子位置可以通過(guò)諸如編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器等位置傳感器來(lái)獲得。另 種更省本錢的方法是用于無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）的無(wú)傳感器FOC。這 方法是基于轉(zhuǎn)子永磁體與定子磁場(chǎng)的相互作用而實(shí)現(xiàn)的。
為了確定轉(zhuǎn)子的實(shí)際角度，能通過(guò)對(duì)特定的電壓積分來(lái)得到磁通量矢量。
基于特定微分方程的電壓模型只是旋轉(zhuǎn)場(chǎng)電機(jī)的 個(gè)簡(jiǎn)單模型。定子的電流矢量i_s需要相電流的精確丈量。用 個(gè)截止頻率很低的低通濾波器來(lái)代替電流矢量能簡(jiǎn)化積分。
在標(biāo)準(zhǔn)8位微控制器上實(shí)現(xiàn)的無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制（FOC）能以 小的系統(tǒng)代價(jià)獲得正弦換向的全部上風(fēng)。當(dāng)在直流環(huán)節(jié)中只使用單個(gè)電阻采樣來(lái)獲取相電流時(shí)，對(duì)快速精確的模數(shù)轉(zhuǎn)換有很苛刻的要求。相電流必須在直流母線電流信號(hào)（三相空間矢量脈沖寬度調(diào)制的響應(yīng)）外被重建。
空間矢量是 條中心點(diǎn)能在空間中“浮動(dòng)”的正弦曲線。三相空間矢量由 個(gè)可以被分割成六部分的六邊形來(lái)表示。電壓空間中的任何 條矢量都包含來(lái)自其中 相的“實(shí)”電壓和來(lái)自另外兩相的“虛”直角電壓。空間矢量算法將確定處于 、 二個(gè)有效狀態(tài)以及無(wú)效狀態(tài)的時(shí)間，從而得到所需的空間矢量的幅度和角度。參見圖1中的實(shí)例。 個(gè)有效狀態(tài)（b&f）的時(shí)間為TU， 二個(gè)有效狀態(tài)的時(shí)間（c&e）為T-W，無(wú)效狀態(tài)的時(shí)間為T0 ，其會(huì)出現(xiàn)兩次， 次出現(xiàn)在（000）矢量位置（a&g）， 二次出現(xiàn)在（111）矢量位置（d）。
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