工业电机控制MCU

时间：2022-03-27

在工业应用中，电力成本和装配操作的停工时间会降低厂商的收益。关于电机性能提升的控制如何直接影响效率和收益的一个工业例子就是：将一个工业抽水机中的阀用一个带有基于MCU的可变速（VSD）系统替换。对于抽水机或风扇，功耗与轴的速度立方根成正比，当轴速度降低10%，流量降低10%，功耗降低27%。如果速度降低20%，功耗降低49%。通过使用MCU可变速电机控制，而不是恒速电机阀来减少流量，已经证明对于工业应用中的离心抽水机、风扇和吹风机来说可以得到25-40%的能量节省。

工业应用的效益是明显的，使用MCU驱动的变速电机控制依赖于其他因素，例如灵活性和可靠性—这些因素能避免故障或检修带来的停工。带有FLASH和EEPROM的MCU提供能通过可再编程特性，在当需要升级或控制程序要求改变的时候来解决工业用户要求的灵活性。

已有的汽车电机应用包括采用电机来打开和关闭车窗和车门，以及定位车座。由于这些应用的使用频率很低，因此对低效率并不敏感，但利用率高的应用，例如乘客温度环境控制和引擎箱的风扇，则不断地消耗汽车有限的电能。电机控制MCU使得环境控制扇只以一个能保持舒适温度的速度运转，这样使噪声较小化，并减少功率消耗。

在很多情况下，电机控制MCU必须使用控制区域网络（CAN）或本地互连网络（LAN）来连接到汽车网络。对于车体电子，现在使用低成本LIN协议来减少整体系统成本。在一些MCU系列中，可以发现一个支持LIN1.2的USART模块，同时提供在起始位的自动唤醒和波特检测（baud detect）。

随着控制算法在所有细分市场变得越来越复杂，数字电机控制器的性能从MCU上升到DSP层次。数字信号控制器（DSC）带来了更高的性能和价格可接受的、对设计工程师友好的、MCU技术用作更成熟的电机控制设计，包括那些具有向量控制的应用。采用基于DSP和DSC的电子电机控制，家电产业控制和汽车不仅工作效率更高、提供更多功能，而且价格更容易接受。

通常为专业人员和消费者开发电动工具的这类客户并不具备电机控制软件知识，因此他们依靠MCU供应商来提供电机控制固件。我们也看到了对更高性能电机控制的更多新需求，如用于无人驾驶直升机等新兴使用案例的正弦波(Sine Wave)控制和磁场定向控制(FOC)。MCU的技术进展定会给电机的节能带来新的可能性。

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