線上爆滿！2020年BLDC無刷直流電機(jī)控制技術(shù)研討會(huì)成功舉行！

2020年3月27日，由電子發(fā)燒友網(wǎng)主辦的2020年第三屆無刷直流電機(jī)控制技術(shù)研討會(huì)在線上成功舉行，報(bào)名參會(huì)人數(shù)達(dá)1866人。

電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝先生在大會(huì)致辭中表示，由于受到疫情的影響，今年BLDC技術(shù)論壇，不得不從線下改成了線上技術(shù)論壇，但依然受到了工程師朋友們的熱烈參與，可見BLDC技術(shù)在電子行業(yè)的應(yīng)用中非常重要且受關(guān)注。作為國(guó)內(nèi)最重要的電子工程師的行業(yè)學(xué)習(xí)交流網(wǎng)站，電子發(fā)燒友網(wǎng)每年還會(huì)舉行近百場(chǎng)的在線直播和研討會(huì)，10余場(chǎng)的線下技術(shù)峰會(huì)和論壇等，服務(wù)于廣大工程師群體。

此次會(huì)議主要探討電機(jī)核心技術(shù)電機(jī)行業(yè)在疫情中受到的影響、挖掘電機(jī)行業(yè)市場(chǎng)機(jī)會(huì)等，會(huì)議演講嘉賓包括，電子發(fā)燒友資深行業(yè)分析師程文智先生、ROHM設(shè)計(jì)中心工程師劉爍先生、國(guó)民技術(shù)股份有限公司高級(jí)開發(fā)工程師舒曉華先生、電機(jī)控制工程師黃天省先生、ST高級(jí)應(yīng)用開發(fā)工程師蔡成攀先生、瑞薩電子高級(jí)工程師劉亞輝先生、中電港銷售經(jīng)理王炳興先生、安森美半導(dǎo)體市場(chǎng)經(jīng)理于輝先生以及Qorvo技術(shù)銷售經(jīng)理胡洋洋先生等，在圓桌論壇環(huán)節(jié)，參與嘉賓也分享了精彩的觀點(diǎn)。

電子發(fā)燒友資深行業(yè)分析師程文智分析了“BLDC電機(jī)的十大潛力應(yīng)用市場(chǎng)”，在他看來，隨著全球工業(yè)自動(dòng)化、智能化和人們生活水平的提高，電機(jī)在汽車、家用電器、電子音像、信息處理設(shè)備，以及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。

他認(rèn)為，未來BLDC電機(jī)使用量比較大的應(yīng)用市場(chǎng)主要有汽車、5G、無人機(jī)/水下機(jī)器人、電踏車/電動(dòng)車、工業(yè)機(jī)器人、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)工具、泵類和個(gè)人保健護(hù)理等。在分享中，他對(duì)這十大市場(chǎng)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)了做了詳細(xì)的分析。

ROHM設(shè)計(jì)中心工程師劉爍對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行介紹，他談到直流有刷電機(jī)與無刷電機(jī)的構(gòu)造與轉(zhuǎn)動(dòng)原理，如何實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)、高效率的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

我國(guó)作為全球家電電機(jī)生產(chǎn)數(shù)量最多的國(guó)家，電機(jī)往節(jié)能方向的發(fā)展具有重要意義。他談到ROHM的低振動(dòng)高效率的驅(qū)動(dòng)方案， 分別對(duì)方波驅(qū)動(dòng)、梯形波驅(qū)動(dòng)、正弦波驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)三種驅(qū)動(dòng)方式不同應(yīng)用場(chǎng)合也會(huì)有所差別，方波驅(qū)動(dòng)一般應(yīng)用于對(duì)振動(dòng)/噪音等性能要求不是太高且成本需要嚴(yán)格控制的產(chǎn)品，梯形波驅(qū)動(dòng)一般應(yīng)用于對(duì)振動(dòng)/噪音有一定要求的產(chǎn)品，而正弦波驅(qū)動(dòng)一般應(yīng)用于對(duì)振動(dòng)/噪音要求高的產(chǎn)品。

他還談到ROHM的正弦波驅(qū)動(dòng)方案，如下圖：

國(guó)民技術(shù)電機(jī)方案開發(fā)工程師舒曉華分享了多BLDC電機(jī)磁場(chǎng)定向控制策略及解決方案。對(duì)多FOC應(yīng)用中的軟件設(shè)計(jì)策略首先是框架的軟件抽象，這個(gè)要遵循FOC引擎的設(shè)計(jì)原則，獨(dú)立地提供方法庫，統(tǒng)一的屬性資源分配，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。

舒工帶來了N32G455系列的多FOC電機(jī)控制解決方案，通過內(nèi)置最多7個(gè)快速比較器與PWM模塊聯(lián)動(dòng)，快速響應(yīng)剎車事件，擁有高達(dá)4個(gè)獨(dú)立的5Msps的12bit ADC,支持PWM定時(shí)器連動(dòng)自動(dòng)觸發(fā)采樣。最重要的是配置高達(dá)144Hz的高性能32位ARM Cortex-M4F處理器，支持硬件乘除運(yùn)算。

電機(jī)控制工程師黃天省先生談到智能自適應(yīng)控制時(shí)說，這個(gè)概念其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是智能加上自適應(yīng)，自適應(yīng)控制通過信息采集再進(jìn)行在線辨識(shí)或性能計(jì)算，接著控制決策，最終進(jìn)行修正實(shí)現(xiàn)，其原理就是系統(tǒng)不斷的調(diào)節(jié)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，保證系統(tǒng)輸出滿足要求，還保證系統(tǒng)穩(wěn)定。

關(guān)于BLDC智能自適應(yīng)直接驅(qū)動(dòng)無刷電機(jī)，在編制程序時(shí)給出控制邏輯與控制策略，進(jìn)行自動(dòng)執(zhí)行。自適應(yīng)控制會(huì)及時(shí)修正自己的特性以適應(yīng)對(duì)象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性變化，使整個(gè)控制系統(tǒng)始終獲得最優(yōu)，最滿意性能。

智能自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)由于是長(zhǎng)期尋找最佳，最滿意的控制策略，經(jīng)過長(zhǎng)期的技術(shù)積累，無窮無盡的優(yōu)化和反復(fù)測(cè)試，驗(yàn)證?？煽啃?，程序效率也會(huì)更加的提高，更會(huì)產(chǎn)生更多更好的控制方式方法，進(jìn)一步提高智能自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用，以致在重載應(yīng)用方面都會(huì)有全新的突破！

在分享之后，他還特意對(duì)有感方案、無感反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)方案，以及采用了智能自適應(yīng)算法的無感無反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)方案進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。發(fā)現(xiàn)采用了智能自適應(yīng)算法的性能比預(yù)想的還要好，功耗更低，只有0.21A，但轉(zhuǎn)速可以穩(wěn)定在1940左右。

ST高級(jí)應(yīng)用開發(fā)工程師蔡成攀先生表示，他們看到中國(guó)電機(jī)控制領(lǐng)域具有強(qiáng)大的市場(chǎng)潛力，決定在中國(guó)專門成立亞太電機(jī)控制創(chuàng)新技術(shù)中心，來獲取一定的電機(jī)控制市場(chǎng)份額。

ST電機(jī)控制應(yīng)用方面的產(chǎn)品使用雙電機(jī)FOC+DPFC的架構(gòu)，其中ST冰箱解決方案借助于高性能、高價(jià)值的產(chǎn)品在同行中脫穎而出。ST洗衣機(jī)硬件架構(gòu)具有小尺寸、開發(fā)時(shí)間短、高性能等特點(diǎn)。

瑞薩高級(jí)工程師劉亞輝先生主要介紹電機(jī)控制解決方案，通過模擬、電源與嵌入式相結(jié)合，從而互補(bǔ)產(chǎn)品組合相輔相成。主要的解決方案有RX13T、RX23T、RX24T/24U、RX66T/72T。其中RX13T應(yīng)用具有以下3大優(yōu)勢(shì)：低成本單芯片電機(jī)控制，同步處理3-phase電流檢測(cè)，通過內(nèi)置功能降低BOM成本，為用戶提供可靠安全的產(chǎn)品。其次自定義電機(jī)的參數(shù)達(dá)到矢量控制，最后能對(duì)輸出結(jié)果分析，方便用戶改善電機(jī)性能。在工業(yè)電機(jī)使用方面，瑞薩提供工業(yè)以太網(wǎng)加低/高壓伺服方案對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)伺服市場(chǎng)得益于中國(guó)制造2025的不斷推進(jìn)，中國(guó)伺服市場(chǎng)每年保持20%以上增長(zhǎng)，中電港銷售經(jīng)理王炳興先生給我們帶來了高性能EtherCAT伺服解決方案。此方案應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，諸如數(shù)控機(jī)床、多關(guān)節(jié)機(jī)器人、3D打印等。但傳統(tǒng)的伺服市場(chǎng)以CAN總線為主，隨著智能制造技術(shù)要求的提升，EtherCAT成為新一代技術(shù)，未來市場(chǎng)前景廣闊。中電港的高性能伺服驅(qū)動(dòng)解決方案采用Renesas MCU+Lattice FPGA雙芯片架構(gòu)，支持Ethercat與多軸應(yīng)用。方案優(yōu)勢(shì)明顯主要體現(xiàn)在FPGA硬件電流環(huán)，高性能，高精度。其次能以最優(yōu)的成本實(shí)現(xiàn) 單/多軸。最后可以靈活選擇型號(hào)搭配不同的配置。

安森美半導(dǎo)體市場(chǎng)經(jīng)理于輝先生主要對(duì)工業(yè)與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的BLDC應(yīng)用作出分析，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的BLDC應(yīng)用，安森美提供了尺寸更小、更輕便、更具成本優(yōu)勢(shì)的解決方案，如下圖：

而在工業(yè)電機(jī)控制領(lǐng)域主要聚焦在Atlas +48V產(chǎn)品，未來機(jī)器人與工業(yè)4.0將是一片藍(lán)海，安森美將目標(biāo)市場(chǎng)定位在24~48V的產(chǎn)品。于經(jīng)理最后還概括了安森美BLDC的產(chǎn)品線，他們?cè)诓煌妷悍秶袌?chǎng)推出了不同的產(chǎn)品。

Qorvo技術(shù)銷售經(jīng)理胡洋洋先生給我們介紹了PAC三相電機(jī)控制芯片。我國(guó)提出25萬億新基建規(guī)劃，三相無刷電機(jī)作為工業(yè)領(lǐng)域動(dòng)力之源，已勢(shì)必會(huì)有快速的增長(zhǎng)。通過對(duì)芯片進(jìn)行高集成，能減小PCB尺寸，降低BOM成本，Qorvo推出高集成的三相電機(jī)控制產(chǎn)品，種類齊全，技術(shù)成熟。其中PAC的架構(gòu)包括ARM Cortex M0或M4F內(nèi)核的MCU，外圍集成電源管理模塊。

關(guān)于PAC的一些應(yīng)用案例有家用冰箱壓縮機(jī)、5G基站空調(diào)壓縮機(jī)等，這些應(yīng)用場(chǎng)合存在啟動(dòng)難度大，需要比較大的扭矩去拉動(dòng)轉(zhuǎn)子，在壓縮機(jī)停止?fàn)顟B(tài)時(shí)需要進(jìn)入低功耗模式。這對(duì)MCU運(yùn)算能力、ADC、PWM都有要求，需要優(yōu)化FOC算法，減少運(yùn)算時(shí)間。同時(shí)需配備完善的保護(hù)措施過壓、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)、開路保護(hù)、內(nèi)部電源監(jiān)控。而PAC內(nèi)部集成了多個(gè)內(nèi)部電源監(jiān)測(cè)的功能和溫度檢測(cè)功能，可以用ADC去采樣內(nèi)部電源或者復(fù)位芯片，同時(shí)芯片過溫的話，會(huì)觸發(fā)MCU復(fù)位事件。

此次研討會(huì)的圓桌論壇環(huán)節(jié)，嘉賓們談到今年疫情對(duì)電機(jī)市場(chǎng)的需求造成了一定影響，但國(guó)家推動(dòng)自動(dòng)化水平的提高，減少人力投入，機(jī)器人技術(shù)的廣泛使用等，對(duì)BLDC發(fā)展大有裨益。