電機控制技術(shù)的最新進(jìn)步與發(fā)展

　　控制算法主要取決于電機和傳感器的類(lèi)型。目前電動(dòng)汽車(chē)的電機主要有直流電動(dòng)機，感應電動(dòng)機，永磁同步電動(dòng)機，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機四類(lèi)。在控制策略方面，變結構控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制，專(zhuān)家系統等等控制方法應用于電動(dòng)車(chē)驅動(dòng)系統中。此外，目前國際上比較新的概念是把控制單元集成在電動(dòng)汽車(chē)電機每一個(gè)單相里面，形成可以不同數量靈活組合的多相變頻器/電機，對應的多相多維矢量控制算法也是目前的研究熱點(diǎn)。

　　東芝電子(中國)有限公司技術(shù)統括部高級經(jīng)理呂建銘表達了同樣的觀(guān)點(diǎn)，盡管基于變頻控制方式的電機驅動(dòng)，有效地提高能效比，復雜的設計卻是開(kāi)發(fā)人員必須面對的一個(gè)不小挑戰，而且為了輔助復雜的運算，此類(lèi)方案多會(huì )使用一些昂貴的處理器，如數字信號控制器。東芝半導體最新基于A(yíng)RM Cortex-M3內核集成矢量控制引擎(Vector Engine)模塊的TMPM37x微控制器可協(xié)助設計人員克服上述問(wèn)題。TMPM37x是東芝基于Cortex-M3內核處理器TX03家族系列的產(chǎn)品，在該系列中處理器內部均集成了硬件的矢量控制引擎(VE)模塊，該矢量控制引擎模塊將傳統的電機復雜的矢量運算通過(guò)硬件替換，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)難度，它的使用極大提高了電機控制系統的穩定及高效。

　　在2013年，德州儀器公司推出了其改進(jìn)開(kāi)進(jìn)的FOC算法InstaSPIN-FOC和InstaSPIN-MOTION技術(shù)，該技術(shù)提供了嵌入式式技術(shù)，使幾乎沒(méi)有任何經(jīng)驗的工程師可以在最短時(shí)間內開(kāi)發(fā)出最高效能的三相電機控制解決方案。

　　德州儀器(TI)中國區市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理信本偉表示，這些方案包含非常獨特的性能，電機參數辨識，在很多方案中強大的無(wú)傳感器辨識可以取代機械轉子傳感器， 磁場(chǎng)定向轉矩控制系統的自動(dòng)調諧呈現最大功效，系統慣性和摩擦辨識，簡(jiǎn)化的高性能抗干擾單一參數速度或位置加速度控制系統，以及完整片上技術(shù)的軌跡生成和先進(jìn)的運動(dòng)控制軟件套件。2014年將特定功能添加到了關(guān)鍵應用上，以實(shí)現更快的轉矩啟動(dòng)，最快的加速能力，并將InstaSPIN應用在C2000 Piccolo實(shí)時(shí)微控制器家族的更多設備上。

中國將成為重要高效電機應用市場(chǎng)

　　中國擁有全球最大的稀土儲量，且是全球最大的制造中心及全世界人口最多的國家，將成為全球重要BLDC和PMSM電機供應來(lái)源地。

　　對于中國電機應用市場(chǎng)的應用趨勢，ADI市場(chǎng)經(jīng)理張松剛認為，未來(lái)電機應用領(lǐng)域，工業(yè)伺服將扮演越來(lái)越重要的角色，對于電機控制的要求，已不僅僅停留在滿(mǎn)足節能要求的通用變頻器及速度控制，而越來(lái)越多的應用與領(lǐng)域需要精確的位置控制及電流控制;無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)、工業(yè)自動(dòng)化設備及機械設備，還是智能物流及機器人，都已將伺服控制作為重要的執行器件。相對于家用領(lǐng)域，更多地考慮成本及無(wú)傳感器控制。而在汽車(chē)及交通領(lǐng)域，可靠性將是最重要的因素。

　　英飛凌科技(中國)有限公司中國區汽車(chē)電子事業(yè)部市場(chǎng)總監杜曦則更為關(guān)注中國新能源汽車(chē)這一應用市場(chǎng)，他認為在中國無(wú)論是傳統內燃機汽車(chē)還是新能源汽車(chē)，電機的電子控制應用會(huì )越來(lái)越廣泛。從小到雨刷電機，油泵電機，大到電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)電機，電機的電子控制系統的市場(chǎng)將會(huì )有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　作為中國汽車(chē)行業(yè)最重要的戰略，電動(dòng)汽車(chē)(xEV)應用是國家可持續發(fā)展計劃的關(guān)鍵組成部分，也將是這個(gè)行業(yè)的未來(lái)。近年來(lái)，國家數次出臺相關(guān)政策支持新能源汽車(chē)的市場(chǎng)化，包括取消車(chē)輛購置稅、發(fā)行補貼、在各示范城市制定推廣目錄，統一新能源汽車(chē)和充電設施的國家標準和行業(yè)標準等，新能源汽車(chē)前景光明。電機控制市場(chǎng)也將借新能源汽車(chē)的利好而得到大力發(fā)展。

　　同時(shí)在減排增效的推動(dòng)之下，更清潔的能源解決解決方案也將變得越來(lái)越重要，高效的發(fā)動(dòng)機技術(shù)引入和新能源系統，都離不開(kāi)高效電機控制技術(shù)以實(shí)現更高能效。

　　中國的汽車(chē)電動(dòng)機控制市場(chǎng)在未來(lái)5年內將快速發(fā)展。由于中國政府要求降低汽車(chē)的CO2排放量和油耗，中國在政府的推動(dòng)下開(kāi)展了幾項汽車(chē)電氣化工作。其中一大增長(cháng)在于短程電動(dòng)汽車(chē)(微型EV)，其價(jià)格比汽油車(chē)低，并且駕駛員駕車(chē)通常無(wú)需持有駕駛證，而這本身就是一大激勵因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板車(chē)也推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)/踏板車(chē)在中國的應用。最后，美國的主要電動(dòng)汽車(chē)制造商最近在北京設立了辦事處，用以滿(mǎn)足人們對能夠提供與汽油車(chē)相同的舒適性和性能的電動(dòng)汽車(chē)的需求。這一舉動(dòng)對中國國內電動(dòng)汽車(chē)制造商推出他們自己的純EV產(chǎn)品也有利。

　　國際整流器公司(IR)應用工程部高級經(jīng)理Wibawa Chow同樣關(guān)注汽車(chē)中的電機控制應用，他認為中國的汽車(chē)電動(dòng)機控制市場(chǎng)在未來(lái)5年內將快速發(fā)展。

　　由于中國政府要求降低汽車(chē)的CO2排放量和油耗，中國在政府的推動(dòng)下開(kāi)展了幾項汽車(chē)電氣化工作。其中一大增長(cháng)在于短程電動(dòng)汽車(chē)(微型EV)，其價(jià)格比汽油車(chē)低，并且駕駛員駕車(chē)通常無(wú)需持有駕駛證，而這本身就是一大激勵因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板車(chē)也推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)/踏板車(chē)在中國的應用。最后，美國的主要電動(dòng)汽車(chē)制造商最近在北京設立了辦事處，用以滿(mǎn)足人們對能夠提供與汽油車(chē)相同的舒適性和性能的電動(dòng)汽車(chē)的需求。這一舉動(dòng)對中國國內電動(dòng)汽車(chē)制造商推出他們自己的純EV產(chǎn)品也有利。