意法半導(dǎo)體:三相電機(jī)控制解決方案

意法半導(dǎo)體擁有強(qiáng)大的、面向電機(jī)控制應(yīng)用的產(chǎn)品組合。 運(yùn)轉(zhuǎn)順暢和高效率推動(dòng)了電機(jī)控制的發(fā)展。 面向PMSM、PMAC和感應(yīng)電機(jī)（其采用高性能微控制器、功率晶體管與高壓柵極驅(qū)動(dòng)器IC）的磁場定向控制（FOC）軟件的發(fā)展?jié)M足了對更高效率的需求。 對于功率較低的應(yīng)用而言，面向步進(jìn)電機(jī)的新型高集成度控制器/驅(qū)動(dòng)器IC可以為步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)更順暢的運(yùn)轉(zhuǎn)和更高的定位精度。

三相AC感應(yīng)電機(jī)

三相感應(yīng)電機(jī)屬于無刷電機(jī)。 定子是銅線繞組，轉(zhuǎn)子通常是一個(gè)鋁制鼠籠。 典型的驅(qū)動(dòng)器配置是1個(gè)三相橋（3個(gè)半橋），可以為定子提供3個(gè)正弦波電壓。 該驅(qū)動(dòng)器通常用于功率較高的應(yīng)用，一般由1個(gè)帶有高壓柵極驅(qū)動(dòng)器的分立式IGBT，或者整合了3個(gè)半橋和相關(guān)柵極驅(qū)動(dòng)級的功率模塊組成。 在控制逆變器的微控制器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了磁場定向控制或標(biāo)量（伏特/赫茲）控制算法。

三相感應(yīng)電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)器（FOC）

矢量控制（亦即磁場定向控制，F(xiàn)OC）是可變頻率驅(qū)動(dòng)器使用的一種方法，用于控制三相AC電機(jī)的扭矩和速度。 特別地，這種方法意味著要測量電機(jī)電流，然后將其轉(zhuǎn)換到與機(jī)器的轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系內(nèi)。 為了完成這種參考幀轉(zhuǎn)換，必須直接測量（通過實(shí)際的速度/位置傳感器）或者間接估計(jì)（無傳感器法）轉(zhuǎn)子位置。

矢量控制需要HW外設(shè)方可完成這項(xiàng)任務(wù)和比標(biāo)量控制更密集的計(jì)算，另一方面它實(shí)現(xiàn)了更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)（例如加載速度控制方面的變化）、更準(zhǔn)確的機(jī)械扭矩調(diào)節(jié)和更安靜的操作。

通常，低成本32位微控制器就可以處理這種驅(qū)動(dòng)器。

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標(biāo)量控制電壓頻率比驅(qū)動(dòng)器

在標(biāo)量驅(qū)動(dòng)器內(nèi)，一般只控制頻率和施加在電機(jī)上的電壓（并不要求控制電流反饋）。

特別是對于Φ感應(yīng)電機(jī)而言，標(biāo)量驅(qū)動(dòng)器通常控制開/閉速度環(huán)內(nèi)的電壓-頻率（V/F）之比（只有在后面這種情況下才必須控制電機(jī)速度反饋）。 如果知道電機(jī)速度信息，則可另外實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)調(diào)節(jié)，從而優(yōu)化電機(jī)效率。

雖然簡單（可以由8位和32位微控制器執(zhí)行），但是V/f控制就能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求了。

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