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無感FOC和DTC電機控制算法的區(qū)別及應用案例

發(fā)布時間:2024-11-13 閱讀量:3048 來源: 我愛方案網(wǎng) 作者: bebop

無感FOC和無感DTC都是先進的電機控制技術,它們在不同的應用場景中各具優(yōu)勢。無感FOC適用于需要高精度控制和快速動態(tài)響應的場合,而無感DTC則更適合需要快速響應和簡化控制結構的應用。選擇合適的控制策略需要綜合考慮系統(tǒng)的性能要求、成本預算和應用場景的具體需求。通過合理選擇和優(yōu)化控制算法,可以顯著提升系統(tǒng)的整體性能和可靠性。


我愛方案網(wǎng)分析師根據(jù)無感FOC和DTC兩種電機控制方式的不用應用場景,推薦即插即用的開發(fā)板方案。


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無感FOC常見應用場景:

  • 電動汽車:在電動汽車中,無感FOC可以減少傳感器的成本和故障率,提高系統(tǒng)的可靠性和效率。
  • 家用電器:如空調(diào)、洗衣機等,無感FOC可以實現(xiàn)高效節(jié)能,同時降低成本。
  • 工業(yè)自動化:在一些需要高精度控制的工業(yè)應用中,如伺服系統(tǒng)和精密制造設備,無感FOC能夠提供穩(wěn)定的性能。

DTC常見應用場景

  • 快速搬運:在高速搬運和分揀系統(tǒng)中,無感DTC能夠確保機器人在高頻啟動和停止中的穩(wěn)定性和準確性。
  • 包裝機械:在包裝生產(chǎn)線中,無感DTC可以提供快速的響應和穩(wěn)定的控制,提高生產(chǎn)效率。
  • 風力發(fā)電:在風力發(fā)電系統(tǒng)中,無感DTC能夠快速適應風速的變化,提高發(fā)電效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


實戰(zhàn)方案:
1.高速電機方案
方案可選用HC32M140、HC32M120、HC32F460作為主控,采用無感FOC控制系統(tǒng),支持單電阻、雙電阻采樣,可工作在恒轉速、恒功率、恒扭矩等模式下。系統(tǒng)最高轉速可達12萬轉(當使用HC32F460時更可高達15萬轉),適用于高速吹風機、高速吸塵器等產(chǎn)品。
方案特點
快速啟動:啟動穩(wěn)定可靠,可在500ms內(nèi)加速至額定轉速
快速停機:采用主動剎車,無過壓、過流風險,支持掉電剎車
高速控制:最高電轉速可達2000+Hz
工作電壓范圍大:適用220VAC、110VAC、24VDC供電
豐富的保護功能:過欠壓、過流、過功率、堵轉、缺相等系統(tǒng)保護
應用場景:
吹風機、掃地機、吸塵器、冰箱、空調(diào)、洗衣機等大小家電領域。
2.電動工具方案
方案以HC32M140為主控芯片,基于無傳感器六步換相控制算法,實現(xiàn)BLDC電機大扭矩啟動和高速運行,保護功能齊全,適用于電鉆、角磨機、沖擊鉆、電動扳手、電錘等低壓中小功率電動工具應用場景。
方案特點
48MHz主頻、8KB RAM/128KB Flash內(nèi)存資源、2個獨立OPA、高速ADC、電機專用TIMER
基礎功能:反電動勢過零檢測算法(支持ADC和比較器)、電流/電壓采樣
復雜工況:靜止堵轉啟動、低速大扭矩運行、順逆風啟動、剎車功能
系統(tǒng)保護:過流保護、過壓/欠壓保護、長時間堵轉保護
支持多種轉速設定信號(PWM、ADC等)
3.高速吹風筒方案

方案簡介:
高速吹風筒方案采用小華超低功耗HC32M120主控MCU,內(nèi)置先進的無位置傳感器FOC控制策略,實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的風機調(diào)速系統(tǒng),具備順風、逆風、靜止狀態(tài)下無抖動即時啟動功能,30cm距離測量運行噪音75db以下,為行業(yè)中上水平;啟動穩(wěn)定性好,一次啟動成功率可達99.7%以上;運行效率高,220V機種,10.5萬RPM最高風速檔位運行,PCBA級實測輸入功率92W,優(yōu)于市場主流方案。
方案特點:
快速啟動:啟動穩(wěn)定可靠,可在500ms內(nèi)加速至額定轉速
快速停機:采用主動剎車,無過壓、過流風險,支持掉電剎車
高速控制:最高電轉速可達2000+Hz
工作電壓范圍大:適用220VAC、110VAC、24VDC供電
豐富的保護功能:過欠壓、過流、過功率、堵轉、缺相等系統(tǒng)保護
芯片資料:
方案采用小華HC32M120主控MCU,M0+ 內(nèi)核,32bit, 48MHz可確保FOC算法運行,芯片內(nèi)部集成了電機控制功能:最大12通道的12bit 1MSPS ADC,8個多功能16bit Timer(TimerB)支持輸入捕捉、輸出比較、PWM輸出,1個16bit Timer(Timer0)支持異步計數(shù)以及電機算法加速引擎等功能,具備轉速精度控制高,電機震動噪聲小等優(yōu)勢。
應用場景:
吹風機、掃地機、吸塵器、冰箱、空調(diào)、洗衣機等大小家電領域。

4.電動自行車

方案簡介:電動自行車電驅(qū)控制板方案以HC32M120為主控芯片,同MOS、Gate_Drivers、LDO及其他外圍電路構成。主要功能:EBS、能量回饋、HDC、霍爾修復、相序自識別、一線通、三速、GB_25KM、1:1電動助力等。
方案特點:
48MHz主頻、2個獨立OPA、高速ADC、電機專用TIMER、溫度范圍:-40℃~105℃
豐富的基礎函數(shù)庫、SVPWM系統(tǒng)、電機專用控制庫模塊
FOC控制系統(tǒng)優(yōu)勢(正弦電流、轉矩平穩(wěn)、低噪音)
平地/坡道/溜坡/滑行/帶載啟動優(yōu)勢(啟動轉矩大、重載啟動高可靠)
客制化控制流程優(yōu)勢(豐富的模塊化電機庫)
完善的系統(tǒng)保護功能(過流、過壓、欠壓、堵轉、飛車、短路等保護)
5.洗衣機變頻控制方案
方案以HC32F460為主控芯片,單芯片實現(xiàn)洗滌電機與烘干風機的雙電機變頻控制;采用無感FOC控制算法,運行噪音低,電流諧波??;支持多種采樣方式,內(nèi)置放大器和比較器,節(jié)省BOM成本;完善的系統(tǒng)保護功能:過壓、欠壓、過流、堵轉、缺相等;支持異常情況下的緊急停機功能。
方案特點:
1.200MHz 32bit ARM Cortex-M4內(nèi)核MCU HC32F460
2.支持FPU,大幅度提升算力
3.高效Cache,保證CPU零等待執(zhí)行性能
4.多功能PWM Timer,支持多個電機控制
5.12位2Msps高精度ADC單元,靈活支持多種采樣方式
6.內(nèi)置PGA、CMP
7.EMB可獨立控制每個通道
8.系列豐富,封裝從48Pin到100Pin,適應不同設計需求
應用領域:冰箱、空調(diào)、洗衣機、變頻控制板

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