電機控制的趨勢及ST的解決方案

Dino?COSTANZO? （意法半導體?亞太區工業(yè)控制技術(shù)創(chuàng )新中心?負責人）

摘? 要：介紹了電機控制的趨勢及ST的解決方案。

關(guān)鍵詞：電機；電動(dòng)工具；空調；零轉速滿(mǎn)扭矩；MCU

1  工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電機趨勢 

在工廠(chǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域，最新的技術(shù)進(jìn)步和新的發(fā)展前景正在推動(dòng)一些電機應用快速發(fā)展，速度遠超幾年前的預測。以電動(dòng)工具或吸塵器為例，過(guò)去，這些工具必須用一條電源線(xiàn)連接外部電源插座，機器笨重，體積大。然而現在，開(kāi)發(fā)者很容易獲得 電機控制電子產(chǎn)品生態(tài)系統（微控制器+變頻器+高級電動(dòng)機驅動(dòng)固件）和大容量鋰電池以及快速充電技術(shù)，利用精密復雜的仿真軟件工具，可以從零開(kāi)始設計全新的電機控制系統。因此，新的無(wú)線(xiàn)電動(dòng)工具有望獲得巨大的市場(chǎng)成功，產(chǎn)品性能取得顯 著(zhù)進(jìn)步，實(shí)現零轉速滿(mǎn)扭矩、強勁動(dòng)力和靈活操作。

關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電機，新應用場(chǎng)景描繪工業(yè)傳感器能夠精確測量控制變量，并通過(guò)快速連接技術(shù)將多維數據安全地送回到主機。由于現在可以實(shí)現精密復雜的控制回路，因此，PMSM（永磁同步電機）和變頻驅動(dòng)器的使用率將會(huì )快速增長(cháng)，同時(shí)借助容錯算法和預測性維護技術(shù)，可靠性水平將會(huì )媲美甚至優(yōu)于良好的老技術(shù)。

隨著(zhù)政府發(fā)布新的能效法規，例如，中國史上最嚴的空調新能效標準2020年7月1日將實(shí)施，即進(jìn)入空調標準的APF（季節能效）時(shí)代，再加上人們的環(huán)保意識增強，預計家電市場(chǎng)將會(huì )迎來(lái)持續增長(cháng)，對于長(cháng)時(shí)間工作的家電，例如，空調或冰箱，只有逐步升級改造技術(shù)，才能符合這些嚴格的能效要求。

2  ST的解決方案

意法半導體（ST）擁有產(chǎn)品種類(lèi)齊全、技術(shù)先進(jìn)的電機控制電子產(chǎn)品，包括STM32系列微控制器、基于IGBT溝柵式場(chǎng)截止或超級結MOSFET的SLLIMM IPM（小型低損耗智能功率模塊）系列智能功率模塊、碳化硅MOSFET及二極管，以及通信接口等。

意法半導體察覺(jué)到在電動(dòng)工具、吸塵器、無(wú)人機電子轉速控制器、機器人、服務(wù)器散熱風(fēng)扇等市場(chǎng)上出現了微型化需求，而且還發(fā)現，有些應用十分看重功能集成度，這樣可以減少組件數量，加快開(kāi)發(fā)速度，同時(shí)減少潛在問(wèn)題（EMI干擾、供應鏈缺貨等）。有了意法半導體的STSPIN32F0系列系統封裝，這些需求和問(wèn)題將全部迎刃而解，因為它在一個(gè)封裝內集成了STM32 MCU、柵極驅動(dòng)器、模擬外設和直流轉換器。

同時(shí)，意法半導體還有面向應用的現成的解決方案，包括運行電機控制、傳感器和通信接口固件庫的演示板和參考設計。例如，2 kW空調演示板和可在st.com官網(wǎng)目錄上免費下載的STM32 MC SDK矢量控制無(wú)傳感器固件庫，共同組成一個(gè)高性能的開(kāi)發(fā)平臺，可加快設計階段的研發(fā)進(jìn)度，使客戶(hù)能夠及時(shí)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

此外，意法半導體的能力中心網(wǎng)絡(luò )為合作伙伴和客戶(hù)提供現場(chǎng)技術(shù)支持，通過(guò)貢獻和整合雙方在電機控制、自動(dòng)化、電力電源、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識，共同探索和挖掘深層次的潛在應用。

本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第03期第16頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。