Obecnie, czy to w dziedzinie automatyki przemysłowej, przemysłu motoryzacyjnego, czy sprzętu AGD, różne rynki końcowe stawiają wyższe wymagania w zakresie wydajności sterowania silnikami BLDC. Rynki te nie tylko wymagają, aby silniki zapewniały wysoką wydajność i wszechstronne możliwości sterowania, ale także wymagają, aby silniki osiągały niski poziom hałasu i niskich wibracji podczas pracy przy dużych prędkościach.
Wśród tych stale-rosnących standardów wydajności pojawia się coraz więcej-wysokich chipów sterujących sterownika silnika BLDC, na co wpływają dwa kluczowe czynniki: wysoki popyt rynkowy i rygorystyczne wymagania dotyczące wydajności.
Wielu krajowych producentów sukcesywnie wprowadzało na rynek chipy i rozwiązania sterowników silników BLDC. Pod względem wydajności produkty te dorównują produktom międzynarodowych producentów, oferują lepszy stosunek jakości do ceny i zapewniają klientom szybsze wsparcie techniczne.
Patrząc na krajowy rynek chipów BLDC, FOC stał się niemal standardem; w oparciu o zastosowanie FOC producenci integrują więcej konfiguracji peryferyjnych, aby zyskać przewagę konkurencyjną.
Co to jest FOC?
Sterowanie FOC (Field-Oriented Control), zwane także sterowaniem wektorowym, to obecnie najlepszy wybór do wydajnego sterowania bezszczotkowymi silnikami prądu stałego (BLDC) i silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi (PMSM).
FOC precyzyjnie kontroluje wielkość i kierunek pola magnetycznego, co zapewnia płynny moment obrotowy silnika, niski poziom hałasu, wysoką wydajność i szybką reakcję dynamiczną. Stopniowo zastępuje tradycyjne metody sterowania w wielu zastosowaniach i cieszy się dużym zainteresowaniem w branży sterowania ruchem.
Zasady FOC
Sterowanie FOC wymaga przede wszystkim informacji, takich jak położenie wirnika silnika, prędkość silnika i wielkość prądu, jako sygnałów wejściowych sprzężenia zwrotnego. Polega ona na pomiarze prądów fazowych silnika i zastosowaniu szeregu przekształceń matematycznych i algorytmów estymacji w celu uzyskania odsprzężonych, łatwych do kontrolowania wielkości sprzężenia zwrotnego.
Sterownik dynamicznie dostosowuje się w oparciu o błąd między wielkościami sprzężenia zwrotnego a wartościami docelowymi, ostatecznie generując na wyjściu trójfazowy przebieg sinusoidalny do napędzania silnika.
Typowy schemat blokowy sterowania FOC
Czujnik-FOC oparty na czujniku / FOC bez czujnika
W przypadku FOC-opartych na czujnikach sterowanie jest proste, ponieważ enkoder dostarcza informacji zwrotnej na temat położenia wirnika silnika; jednakże często wymaga to większej wydajności sterowania.
W przypadku bezczujnikowego FOC proces sterowania wymaga gromadzenia prądów fazowych silnika i wykorzystania algorytmów szacowania położenia do obliczenia położenia wirnika, co utrudnia sterowanie.
Charakteryzuje się jednak prostym okablowaniem, niskim kosztem i wysoką niezawodnością, a także może maksymalizować cele sterowania, takie jak wysoka wydajność, niski poziom wibracji, niski poziom hałasu i duża szybkość reakcji. W rezultacie stopniowo stał się głównym trendem w branży i jest szeroko stosowany w zastosowaniach takich jak wentylatory.
W przeciwieństwie do konkurentów w branży, którzy zazwyczaj wdrażają algorytmy sterowania silnikami poprzez oprogramowanie na chipach-ogólnego przeznaczenia (głównie opartych na ARM-), technologia Xinren skutecznie integruje konstrukcję chipów, architekturę napędu silnikowego i technologię silników na podstawowym poziomie architektury. Przyjmując podejście techniczne, które osadza algorytmy w sprzęcie, firma wdraża złożone algorytmy sterowania napędem silnikowym na poziomie architektury chipa, w wyniku czego ME-jest rdzeniem procesora sterującego napędem silnika z zastrzeżoną własnością intelektualną.
Techniczne scenariusze zastosowań
Scenariusze zastosowań obejmują bezczujnikowe/czujnikowe-silniki BLDC/PMSM, trój-jednofazowe/jednofazowe-silniki indukcyjne, serwomotory, okapy kuchenne, klimatyzatory wewnętrzne, wentylatory sufitowe, wentylatory podłogowe, odkurzacze, suszarki do włosów, wentylatory przemysłowe, pompy wodne, sprężarki, pojazdy elektryczne i elektronarzędzia.
Obecnie trend branżowy w kierunku jedno-wysokiej integracji i bezczujnikowego sterowania FOC w sektorze układów napędowych i sterujących silnikami BLDC jest już bardzo wyraźny. Dla producentów układów napędowych i sterujących BLDC osiągnięcie przełomu w zakresie wysokiej wydajności, niskiego zużycia energii i stabilności w obliczu możliwości wzrostu rynku będzie kluczem do zdobycia udziału w rynku.