采用 FAST? 軟件編碼器算法的 InstaSPIN?-FOC 電機控制解決方案

北京2013年3月15日電 /美通社/ -- 日前，德州儀器 (TI) 宣布推出最新 InstaSPIN?-FOC（磁場定向控制）解決方案，其可幫助電機控制系統設計人員在 5 分鐘乃至更短的時間內識別、調節并通過可變速度及負載全面控制任何類型的三相同步或異步電機，無需花費數周乃至數月的時間來調節電機控制系統，他們現在可集中精力進行差異化設計。這種新型技術不僅無需機械電機轉子傳感器，可降低系統成本，而且還可通過嵌入在 TI 32 位 C2000? Piccolo? 微控制器上只讀存儲器 (ROM) 中的最新軟件編碼器（無傳感器觀察器）算法 FAST?（通量、角度、速度和轉矩）來改進工作。InstaSPIN-FOC 歸屬此前推出的 InstaSPIN-BLDC 技術，今后還將推出各種 InstaSPIN 解決方案，讓電機控制開發更簡單高效。

提高電機系統的可靠性與效率

雖然無傳感器 FOC 電機技術可帶來許多系統優勢，但許多行業都因缺乏電機控制系統知識而不得不延遲采用和推廣這些技術。InstaSPIN-FOC 不但可幫助設計人員簡化開發，降低系統成本與復雜性，即便是電機控制經驗有限的設計人員也能游刃有余，而且還可實現出色的解決方案，提高所有可變速度及負載電機應用中的電機效率、性能與可靠性。在傳統 FOC 電機設計中，采用轉子傳感器既會增加成本（需要傳感器、電源、特殊布線與連接器、安裝以及維護），還可能會降低可靠性（惡劣條件下性能退化、出現電氣噪聲、容易受溫度和濕度影響），從而對系統造成不利影響。此外，在封閉式壓縮機或大型牽引設備等眾多應用中采用傳感器也是完全不切實際的。

InstaSPIN-FOC? 技術的特性與優勢：

• 設計時間縮短數月：由于識別和控制調節幾乎是全自動的，因此設計人員可在全電機轉矩的基礎上為其產品功能實現差異化；
• 接近編碼器性能：采用嵌入式片上 FAST 觀察器算法對各種使用條件下的通量、角度、速度和轉矩進行可靠、穩健估算。有了準確的無傳感器“估算器”，大多數情況下無需物理編碼器；
• 支持所有三相電機：同一解決方案支持同步（BLDC、SPM 與 IPM）和異步 (ACI)；
• 識別與調節：離線電機調試可識別所需的電機電氣參數，調節 FAST 算法，并初始化電流控制器，從而可確保穩定的工作。此外，還提供可選在線電阻再評估模式，其可在最惡劣條件下跟蹤高穩健觀察器性能的變化；
• 可避免啟動難題：支持內建啟動模式和不足一個電氣周期的觀察器角度鎖定，可避免其它無傳感器技術的啟動難題；
• 低速性能：可在低于 1 Hz（典型值）全轉矩穩定狀態下保持角度完整性，支持零速逆轉和失速狀態下的順利失速恢復；
• 能實施單函數調用，增加靈活性：可將 FOC 轉矩控制器（從相同 ROM 支持多達 2 個電機）或完全定制的 FAST 控制系統作為電機傳感器；
• 支持較高效的電機定型：內建磁場控制，可提供手動或自動磁場減弱（速度更高）或手動磁場加強（轉矩更高）應用；
• 可節省大量能源：適用于采用 PowerWarp? 模式的感應電機，可在不立即需要轉矩時避免能量浪費；
• 輕松開發、快速評估：通過 MotorWare^TM 使用最新電機控制庫（模塊、驅動器、系統示例與文檔），其可提供面向對象、基于 API 的最新 C 語言編碼技術。可通過 TI 最新免費 GUI Composer 工具進行實驗室儀表檢測。

供貨情況

InstaSPIN-FOC 現已開始供貨，通過可隨時投入生產的 90 MHz、32 位浮點 Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的將來將會運用到其它幾款 Piccolo 微控制器中。設計人員可采用低電壓低電流電機控制套件（DRV8312-69M 套件）、低電壓大電流電機控制套件（DRV8301-69M 套件）或高電壓電機控制套件 (TMDSHVMTRINSPIN) 啟動其最新 InstaSPIN-FOC 電機設計。如果設計人員此前已經購買了 TI 電機控制開發套件，他們可訂購支持模塊化 InstaSPIN?-FOC 的 Piccolo controlCARD (TMDSCNCD28069MISO)。

查閱有關 InstaSPIN-FOC 及 TI 電機控制解決方案的更多詳情：

• TI 電機控制解決方案：http://www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/apps/motor/end_equipment.page；
• 電機控制培訓：www.ti.com/c2x-isfoc-pr-tr。

TI 在線技術支持社區

歡迎加入德州儀器在線技術支持社區與同行工程師互動交流，咨詢問題并幫助解決技術難題：www.deyisupport.com。

TI 各種系列的微控制器與軟件

從通用型超低功耗 MSP 微控制器到 Stellaris® Cortex?-M 微控制器，再到實時控制 C2000? 微控制器，乃至 Hercules? 安全微控制器，TI 為設計人員提供齊全面的微控制器解決方案。通過充分利用 TI 全面的軟硬件工具、廣泛的第三方產品及技術支持，設計人員可加速產品上市進程。

看看我們的客戶是如何評價的！歡迎閱讀他們對 InstaSPIN?-FOC 的反饋信息！

Contronics 公司致力于開發技術、生產設備，為改善我們的星球做出了卓越貢獻。公司成功推出的高效霧化系統可幫助超市將能耗降低 80%，將食品保鮮時間延長一倍。此外，Contronics 多年來一直提供通風設備控制器，并因所推出的新產品 CoMoCo 智能電機控制將為其產業實現變革而深感振奮。觀看視頻。

“CoMoCo 是世界上智能的電氣風扇驅動裝置，其采用 TI Piccolo 微控制器和 InstaSPIN-FOC 技術。內建 PowerWarp? 模式始終可將電流消耗控制在較低水平，使 280W 的風扇功耗不足 10W 的同時，還能保持速度和所需的氣流不變。在我們為期 14 個月的現場試驗中，與三端雙向可控硅開關元件控制相比可將整體能耗降低 80%，與禁用 PowerWarp 的 InstaSPIN-FOC 相比可將能耗降低 50%。由于 FAST? 編碼器的高精度速度及轉矩信號，我們將風扇本身轉變成了速度及流量傳感器。這實際上可提高動態功能，無需昂貴的硬件，并可簡化安裝。”

― Frank Bakker，Contronics 公司執行董事

Royal Dutch Gazelle 是全球歷史悠久、最受尊敬的自行車制造商之一。在公司大本營荷蘭，自行車不僅是一種鍛煉休閑工具，同時也是一種生活方式。電動助力自行車已占據其消費類產品銷售額的 20%，因此他們希望擴大其市場范圍，在全國乃至整個世界實現更輕松的運動體驗。觀看視頻。

“基于 TI Piccolo 微控制器的 InstaSPIN?-FOC 解決方案可為我們提供極其穩健的低速高轉矩性能，幫助我們在沒有機械轉子傳感器解決方案的高成本與低可靠性問題的情況下，獲得更靜音的更小巧直驅電機。電機識別和自動調節功能可幫助我們快速檢測新型電機，更重要的是，可確保我們的電機驅動系統正常工作。這樣，我們的工程師就可集中精力進行創新，例如利用 FAST? 軟件編碼器的獨特、極高分辨率速度與轉矩信號實現盡可能多的自行車騎手增強功能。”

― Erwin Van Norel，Royal Dutch Gazelle 公司電子創新經理

e-Traction 是一家汽車電氣解決方案專業公司，致力于為巴士、垃圾車以及乘用車等各種專業車輛提供電動馬達和驅動解決方案，旨在提高電動傳動系統的效率，減少二氧化碳排放、噪聲和污染，以及對化石燃料的依賴。觀看視頻。

“TI Piccolo 微控制器與 InstaSPIN?-FOC 和 FAST? 軟件編碼器的完美結合，可實現全新的車輛電氣化世界，提供一款能夠在任何電機類型、功率范圍以及可變速度與負載條件下正常工作的統一無傳感器解決方案。我們可使用相同軟件解決方案支持高電壓變流異步泵、壓縮機以及起動器發電機。而且我們還從我們的乘用車和巴士同步輪轂電機上取消了機械轉子傳感器，這不僅可消除主要開發問題源，同時還可提高安全性與可靠性。由于 InstaSPIN-FOC 的轉矩控制非常出色，所以我們可將我們的工作重心放在系統通信與診斷、產品增強功能以及最新發明創造上，讓世界變得更清潔、更綠色環保、宜居。”

― Geert Kwintenberg，e-Traction 公司電子及軟件工程部部門經理

商標

InstaSPIN、C2000、Piccolo、MSP 以及 MotorWare 是德州儀器公司的商標，而 Stellaris 則是其注冊商標，所有注冊商標與其它商標均歸其各自所有者所有。

關于德州儀器公司

德州儀器 (TI) 半導體創新技術為未來世界開啟無限可能。攜手全球 90,000 家客戶，TI 致力打造更智能、更安全、更環保、更健康以及更精彩的生活。TI 把構建美好未來的承諾付諸于日常言行的點滴，從高度負責地生產半導體產品，到關愛員工、回饋社會。這一切僅是 TI 實踐承諾的開始。

TI 在納斯達克證交所上市交易，交易代碼為 TXN。
更多詳情，敬請查閱 http://www.ti.com.cn。
TI 半導體產品信息中心免費熱線電話：800-820-8682。