TI推磁场定向控制的电机控制解决方案

日前，德州仪器 (TI) 宣布推出最新 InstaSPIN-FOC（磁场定向控制）解决方案，其可帮助电机控制系统设计人员在 5 分钟乃至更短的时间内识别、调节并通过可变速度及负载全面控制任何类型的三相同步或异步电机，无需花费数周乃至数月的时间来调节电机控制系统，他们现在可集中精力进行差异化设计。这种新型技术不仅无需机械电机转子传感器，可降低系统成本，而且还可通过嵌入在 TI 32 位 C2000 Piccolo 微控制器上只读存储器 (ROM) 中的最新软件编码器（无传感器观察器）算法 FAST（通量、角度、速度和转矩）来改进工作。InstaSPIN-FOC 归属此前推出的 InstaSPIN-BLDC 技术 ，今后还将推出各种 InstaSPIN 解决方案，让电机控制开发更简单高效。

提高电机系统的可靠性与效率

虽然无传感器 FOC 电机技术可带来许多系统优势，但许多行业都因缺乏电机控制系统知识而不得不延迟采用和推广这些技术。InstaSPIN-FOC 不但可帮助设计人员简化开发，降低系统成本与复杂性，即便是电机控制经验有限的设计人员也能游刃有余，而且还可实现出色的解决方案，提高所有可变速度及负载电机应用中的电机效率、性能与可靠性。在传统 FOC 电机设计中，采用转子传感器既会增加成本（需要传感器、电源、特殊布线与连接器、安装以及维护），还可能会降低可靠性（恶劣条件下性能退化、出现电气噪声、容易受温度和湿度影响），从而对系统造成不利影响。此外，在封闭式压缩机或大型牵引设备等众多应用中采用传感器也是完全不切实际的。

InstaSPIN-FOC 技术的特性与优势：

设计时间缩短数月：由于识别和控制调节几乎是全自动的，因此设计人员可在全电机转矩的基础上为其产品功能实现差异化；

接近编码器性能：采用嵌入式片上 FAST 观察器算法对各种使用条件下的通量、角度、速度和转矩进行可靠、稳健估算。有了准确的无传感器“估算器”，大多数情况下无需物理编码器；

支持所有三相电机：同一解决方案支持同步（BLDC、SPM 与 IPM）和异步 (ACI)；

识别与调节：离线电机调试可识别所需的电机电气参数，调节 FAST 算法，并初始化电流控制器，从而可确保稳定的工作。此外，还提供可选在线电阻再评估模式，其可在最恶劣条件下跟踪高稳健观察器性能的变化；

可避免启动难题：支持内建启动模式和不足一个电气周期的观察器角度锁定，可避免其它无传感器技术的启动难题；

低速性能：可在低于 1 Hz（典型值）全转矩稳定状态下保持角度完整性，支持零速逆转和失速状态下的顺利失速恢复；

能实施单函数调用，增加灵活性：可将 FOC 转矩控制器（从相同 ROM 支持多达 2 个电机）或完全定制的 FAST 控制系统作为电机传感器；

支持最高效的电机定型：内建磁场控制，可提供手动或自动磁场减弱（速度更高）或手动磁场加强（转矩更高）应用；

可节省大量能源：适用于采用 PowerWarp™ 模式的感应电机，可在不立即需要转矩时避免能量浪费；

轻松开发、快速评估：通过 MotorWareTM 使用最新电机控制库（模块、驱动器、系统示例与文档），其可提供面向对象、基于 API 的最新 C 语言编码技术。可通过 TI 最新免费 GUI Composer 工具进行实验室仪表检测。

供货情况

InstaSPIN-FOC 现已开始供货，通过可随时投入生产的 90 MHz、32 位浮点 Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的将来将会运用到其它几款 Piccolo 微控制器中。设计人员可采用低电压低电流电机控制套件（ DRV8312-69M 套件 ）、低电压大电流电机控制套件（ DRV8301-69M 套件 ）或高电压电机控制套件 ( TMDSHVMTRINSPIN ) 启动其最新 InstaSPIN-FOC 电机设计。如果设计人员此前已经购买了 TI 电机控制开发套件，他们可订购支持模块化 InstaSPIN™-FOC 的 Piccolo controlCARD ( TMDSCNCD28069MISO )。