富士通半導體各種變頻控制方案詳解

說(shuō)到變頻電機控制，就不得不說(shuō)說(shuō)富士通半導體的技術(shù)和產(chǎn)品。富士通半導體開(kāi)發(fā)的變頻方案采用了各種先進(jìn)技術(shù)和算法，匹配過(guò)20多款壓縮機，具有可現場(chǎng)系統整合調試、功能驗證和性能優(yōu)化的優(yōu)勢，適用于各種變頻控制應用。

為變頻控制打造的MCU路線(xiàn)圖

富士通半導體有一個(gè)變頻控制MCU路線(xiàn)圖。針對電機應用的MCU包括8位、16位和32位微控制器，頻率支持從16MHz到144MHz，管腳支持從32到120引腳的產(chǎn)品，。

再來(lái)看變頻控制控制方案技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖，已推出和開(kāi)發(fā)當中的產(chǎn)品如下圖所示。

從電機控制路線(xiàn)圖來(lái)看，富士通半導體對應的產(chǎn)品如下圖所示。

富士通變頻控制解決方案的優(yōu)勢

富士通半導體180度直流變頻方案采用32位ARM Cortex-M3系列芯片MB9AF111K，主頻40M，以及優(yōu)化的PLL位置估算方法，估算精度高達0.5%;支持單電阻采樣和雙電阻采樣、單芯片方案和雙芯片方案;載頻可變功能的實(shí)現有助于改善系統噪音;支持弱磁、轉矩補償、PFC、MTPA等高級功能;電機用戶(hù)界面更加直觀(guān)地展示電機內部的運行狀態(tài);參數測量工具方便用戶(hù)更換電機;支持三相永磁同步馬達和直流無(wú)刷馬達壓縮機驅動(dòng)寬泛的控制頻率范圍(0～150Hz)。

富士通半導體變頻控制解決方案采用豐富的軟件算法庫，優(yōu)化后的代碼指令執行效率更高，可實(shí)現20us的最小電機驅動(dòng)系統;多種軟件功能算法可以提供用戶(hù)不同壓縮機定制的選擇需要;高效的底層芯片驅動(dòng)代碼，芯片硬件資源響應更快，用戶(hù)配置更方便;提供PC調試工具，可以隨意添加各種變量繪制波形;可以為用戶(hù)提供工程樣例和代碼，現場(chǎng)提供調試支持。

其算法成熟穩定，匹配過(guò)20多款壓縮機;更換壓縮機快速、方便;功能強大的GUI方便客戶(hù)調試;包括芯片及調試工具的使用培訓;完整方案的硬件設計參考支持;源代碼級別的參考和定制;現場(chǎng)系統整合調試、功能驗證和性能優(yōu)化。

富士通變頻控制解決方案

這里介紹幾種富士通半導體的變頻控制解決方案，最大的特點(diǎn)是實(shí)現了高效節能的電機控制。

先介紹變頻空調解決方案，它利用濕度傳感器、溫度傳感器和其他傳感器采集信號。驅動(dòng)層算法包括無(wú)傳感器轉子位置估計、180度正弦波控制、場(chǎng)定向控制、分流電阻采樣技術(shù)和MTPA;應用層算法包括場(chǎng)減弱、轉矩補償、功率因數校正和參數自適應。它利用電機驅動(dòng)控制信號發(fā)生器PWM輸出和分流電阻電源模塊來(lái)實(shí)現壓縮機驅動(dòng)。

再看看全直流變頻空調解決方案，采用的風(fēng)扇電機控制算法包括防風(fēng)算法、噪聲優(yōu)化算法和效率優(yōu)化算法，實(shí)現單芯片控制壓縮機驅動(dòng)和外風(fēng)扇驅動(dòng)的兩路180度直流變頻。

在變頻洗衣機解決方案中，用8FX-LPC實(shí)現人機界面，如LCD控制器(普通/段控制)、GPIO、外部中斷和定時(shí)器;用Cortex-M3進(jìn)行高效電機控制，實(shí)現了180度正弦波變頻，空間矢量和有傳感器/無(wú)傳感器的變頻控制。

在伺服電機應用中，也可以使用富士通半導體的解決方案。其伺服控制算法采用編碼器檢測技術(shù)、V/F控制技術(shù)、角度控制技術(shù)和速度控制技術(shù)。

富士通半導體的AC感應電機(ACIM)解決方案具有實(shí)現50-300V/15A以上更大功率驅動(dòng)能力;采用2相或3相正弦波形驅動(dòng)器;支持霍爾傳感器、解碼、無(wú)傳感器;電流傳感器、分流電阻采樣;可采用VF、FOC、DTC不同系統結構;控制回路包括位置、速度、電流;GUI工具支持;CAN、TCP/IP、USB升級通信;必須隔離接口。

廣泛的變頻應用

富士通半導體擁有家電、汽車(chē)、工業(yè)、電機制造技術(shù)、電磁技術(shù)、電機控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和人機接口技術(shù)的經(jīng)驗和優(yōu)勢，其變頻產(chǎn)品適合各種產(chǎn)品，如白色家電、小家電、工業(yè)控制、動(dòng)力機械等豐富應用領(lǐng)域。富士通半導體變頻技術(shù)支持團隊也在不斷發(fā)展，通過(guò)不斷的實(shí)踐，積累了核心技術(shù)和人才儲備，同時(shí)也成熟了自有知識產(chǎn)權的電機控制算法和方案。通過(guò)和國內知名客戶(hù)、大學(xué)研究機構的合作，已成功的把富士通微控制器和控制技術(shù)應用在國內電機控制領(lǐng)域中。