变频驱动方案一览
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据南京航空航天大学自动化学院教授黄文新博士介绍，十几年前，普通应用场合的电机控制很简单，接一个开关和电源，电机就转起来了，变频的需求也不大，对控制的精度要求也不高。但是现在家庭中的空调、洗衣机、冰箱、跑步机等需要变频，这样效率高，特别是节能，同时企业采用变频，表明其技术处于产业前沿。工业上的变频更普及，尤其是新能源汽车的电机驱动，对电机业提出了巨大的挑战。
电机有很多种(图1)，如果要变频，正弦波驱动比方波驱动效能高。正弦波驱动有同步和异步两类。同步电机主要指永磁同步电机。同步电机比异步电机效率更高，为进一步节能，空调、电动车驱动采用同步较多。而洗衣机用异步电机较多，工业上的大功率牵引和驱动，例如机床、大巴、高铁、轻轨，采用异步电机有竞争优势。
三相异步电动机变频方案
异步电机的优势是没有失步危险，电机转的时候，定/转子的场是同步的，控制简单，大部分应用场合采用简单的变压变频控制策略的调速性能就够满足要求，电机本身可靠性高，尽管效率低，但是
可以通过控制和改进设计，例如研究与逆变器电源相匹配的压缩机高效异步电机设计，可以把效率提高。异步电机还可以发电，把机械能变成电能，三相异步发电机(ACIG)方案很值得关注。
永磁同步电机压缩机变频方案(直流变频方案)
正弦波方案中，BLDC(直流无刷电机)不够理想，其优点是控制简单，成本较低，应用场合较多，但是缺点是有转矩脉动(由换相引起)，脉动是转换频率的6倍，因此噪声和振动较大。
通过把非正弦波的BLDC方波电机用正弦波去驱动，需把梯形波的反电势通过设计变为正弦波，看起来与BLDC结构一样，但是变成了BLAC，效果好得多，可从120°导通，变成180°导通(图2)。
以压缩机为例，BLDC采用120°导通时，定子磁场旋转离散，换相时转矩脉动大，电机振动噪音大，电机损耗大；功率管导通时间短，斩波后毛刺大。采用180°导通驱动后，定子磁场旋转连续，旋转平稳，电机振动小且噪音低。起动控制容易。
正弦波控制有两种方式，矢量定向控制(FOC)，即磁场定向控制；还有直接转矩控制(DTC)。
图1 变频驱动电机种类
SVM-DTC控制策略
传统DTC：控制简单，这是由于DSP和DSC的性能提升了。但MCU时代，DTC的控制较困难。DSC时代，可以把控制周期提高到几十微秒，使性能大幅度提高。
FOC于1972年推出，DTC在1986年由日本和德国同时推出，首先在异步电机上实现。而南航首先在同步电机上实现(1997年)，并提出了多个控制算法的发明专利。
SVM-DTC(空间矢量调制—直接转矩控制)方案：从控制角度看，传统DTC方案是一种“粗放”的控制方法：针对定子磁链的幅值和转矩误差，传统的DTC只能在一个控制周期内选择和发出一个空间电压矢量，而这个电压矢量要同时控制磁链和转矩，通常情况下并不能达到期望的最佳值，类似Bang-Bang控制，转矩脉动大。
南航的改善方案是，从硬件上考虑，采用高性能DSP和专用芯片，缩短控制周期。在控制策略上：改进空间电压矢量调制方法，用空间电压矢量调制来取代传统DTC中的开关表，称为SVM-DTC。
图2 直流变频
飞思卡尔与南航合作SVM－DTC方案
不久前，飞思卡尔半导体与南京航空航天大学联合宣布，双方合作推出无位置传感器型SVM-DTC方案。它基思卡尔数字信号控制器(DSC)56F8xxx系列，并很好地解决了压缩机、风机控制应用在绿色环保、高性价比、面市时间和自适应性等方面的多项要求。
飞思卡尔MC56F8xxx集成了高速模拟功能和高效16/32位数字信号处理器(DSP)内核，可以对数字电源转换(开关电源、UPS、太阳能逆变器等)和电机(风机、压缩机、风扇等)提供精确的数字控制。MC56F8xxx系列的性能、精密度、准确度和控制能力有助于改善各类应用的系统稳定性。
飞思卡尔亚太区市场营销和业务拓展经理黄耀君称，56F84xx是今年的新产品，为32位核。低端的F801x, F800x, F802x/3x产品主要针对单电机、单压缩机控制，中档的是F824x/5x，处理速度60MHz。新产品F8441具有100MHz，针对电机控制的ADC提高很大，转换速度可达300ns；具有多个PWM通道，因此可同时驱动2个电机，内存可达到256k闪存。(迎九)
Cadence用户大会展示IC设计亮点
由EDA（电子设计自动化）公司Cadence主办的年度电子设计技术盛会——“2012年Cadence 用户大会”8月在京圆满闭幕。会上展出了混合信号、低功耗、高级节点/高性能、验证、存储器与储存设备、连接、系统开发套件、仿真加速、验证IP、PCB与封装等的最新技术进展。还有来自Cadence及其合作伙伴与客户的50多场技术演讲。