Hogyan lehet az innovatív MCU-k energiatakarékos motorvezérlést elérni?
Az elektromos motorok energiafogyasztáshoz való hozzájárulása közel 50% az Egyesült Államokban, így a motoros energiafogyasztás csökkentése hatékonyan javíthatja az energiahatékonyságot, és a fejlett mikrokontroller (MCU) technológia a motorvezérlés elérése érdekében hatékony módszer. Ez a tanulmány bemutatja a legújabb fejlesztéseket a motorvezérlő MCU technológiában és alkalmazásaiban.
Az energiafogyasztás csökkentésének egyik fő célkitűzése az a motor, amely a teljes amerikai energiafogyasztás mintegy 50% -át fogyasztja. Több mint 50 motor található otthon, általában 70-80 között. Az ipari területen a gyár automatikus vezérlését is széles körben használják.
Napjainkban az MCU technológia legújabb fejleményei lehetővé teszik a motorok hatékonyabb üzemeltetését alacsonyabb költségek mellett. Egyes piacokon ez felgyorsítja az átállást az elektromechanikus és az elektronikus vezérlés között, lehetővé téve a változtatható fordulatszámú motorvezérléssel a motorhatékonyság optimalizálását és az összes eszköz költségének csökkentését.
Alacsony költségű brushless DC motor vezérlés MCU
A motorvezérlésben gyakran használt csiszolt motorokkal összehasonlítva az MCU által vezérelt, kefe nélküli DC (BLDC) motorok kiküszöbölik az ecset- és ívhordozó mechanizmusokat, így a motor élettartama lényegében korlátozza a csapágy élettartama. Emellett az MCU-alapú BLDC motorrendszerek előnyei magukban foglalják a nagy hatékonyságot, nagy nyomaték-inerciális arányt, nagyobb sebességet, alacsony zajszintet, jobb hőhatást és alacsonyabb EMI-jellemzőket.
A motorvezérlés tömeggyártására tervezett 8 bites MCU-k használata nagyon alacsony költségű módszer a digitális motorvezérlő problémák megoldására. Legfeljebb 10 MIPS teljesítmény és mozgásvezérlés-specifikus hardverrel (köztük a középpontba helyezett 14 bites PWM, a mozgás visszacsatoló modul és a nagysebességű ADC) segítségével akár olyan alkalmazásokat is, amelyek korábban drága processzorokat igényeltek, 8 bites MCU-k.
A 8 bites mikrokontroller egy háromfázisú ACIM frekvenciaváltót hajt.
A háromfázisú PWM vezérlés néhány MCU-ban, például a PIC18F4431, mindhárom BLDC vezérlést biztosítja a hardveren, minimálisra csökkenti a fejlesztendő és hibakereső szoftvereket. Akár 8 rendelkezésre álló PWM-csatorna, általában csak 6 szükséges háromfázisú motor vezetésére. Ezért a fennmaradó két csatorna további funkciókhoz használható további összetevők nélkül. Az integrált jeladó-interfésszel rendelkező mozgás visszacsatoló modul, mint az MCU fő része, csökkenti az alkatrészek és a rendszerköltség számát.
Egy másodlagosan 200K mintavételi sebességű ADC-vel rendelkező MCU biztosítja a zárt hurkú vezérléshez szükséges sebességet. Két különböző csatorna egyidejű használata lehetővé teszi a feszültség és az áram egyidejű kimutatását. A hátsó végű elektromotoros erő (EMF) zárt hurkú motorvezérlésében történő gyors mérésre van szükség, és az ADC és a PWM szinkronizálása az emelkedő vagy lefelé eső oldalon minimálisra csökkenti a kapcsolási zajokat. Ezek a modulok együttesen kiküszöbölik a külső motorvezérlő elemek, például a nagysebességű ADC-k és pozíció-kódolók szükségességét.
Számos motorvezérlő alkalmazásban a hibamentes működés nagyon fontos. Egy hibás órajel-megfigyelővel ellátott MCU (egy belső RC oszcillátor, amely kristályhiba esetén tartalék órajelként használható) lehetővé teszi a tervezők számára, hogy nagy megbízhatóságú digitális vezérlést használjanak. A programozható késleltetés a PWM-nél minimálisra csökkenti a kapcsolási zajokat, csökkenti a fejlesztési időt hetente, és eleget tesz a kritikus programok határidejének, hogy az új termékek piacra kerüljenek. A megbízható flash memóriával rendelkező MCU-k minden esetben lehetőséget nyújtanak a gyors piacra jutási időre és a rugalmasságra, hogy a telepítés vagy a használat során a kereslet változásaihoz igazodjanak.
