富士通半导体各种变频控制方案详解

说到变频电机控制，就不得不说说富士通半导体的技术和产品。富士通半导体开发的变频方案采用了各种先进技术和算法，匹配过20多款压缩机，具有可现场系统整合调试、功能验证和性能优化的优势，适用于各种变频控制应用。

为变频控制打造的MCU路线图

富士通半导体有一个变频控制MCU路线图。针对电机应用的MCU包括8位、16位和32位微控制器，频率支持从16MHz到144MHz，管脚支持从32到120引脚的产品，。

再来看变频控制控制方案技术发展路线图，已推出和开发当中的产品如下图所示。

从电机控制路线图来看，富士通半导体对应的产品如下图所示。

富士通变频控制解决方案的优势

富士通半导体180度直流变频方案采用32位ARM Cortex-M3系列芯片MB9AF111K，主频40M，以及优化的PLL位置估算方法，估算精度高达0.5%;支持单电阻采样和双电阻采样、单芯片方案和双芯片方案;载频可变功能的实现有助于改善系统噪音;支持弱磁、转矩补偿、PFC、MTPA等高级功能;电机用户界面更加直观地展示电机内部的运行状态;参数测量工具方便用户更换电机;支持三相永磁同步马达和直流无刷马达压缩机驱动宽泛的控制频率范围(0～150Hz)。

富士通半导体变频控制解决方案采用丰富的软件算法库，优化后的代码指令执行效率更高，可实现20us的最小电机驱动系统;多种软件功能算法可以提供用户不同压缩机定制的选择需要;高效的底层芯片驱动代码，芯片硬件资源响应更快，用户配置更方便;提供PC调试工具，可以随意添加各种变量绘制波形;可以为用户提供工程样例和代码，现场提供调试支持。

其算法成熟稳定，匹配过20多款压缩机;更换压缩机快速、方便;功能强大的GUI方便客户调试;包括芯片及调试工具的使用培训;完整方案的硬件设计参考支持;源代码级别的参考和定制;现场系统整合调试、功能验证和性能优化。

富士通变频控制解决方案

这里介绍几种富士通半导体的变频控制解决方案，最大的特点是实现了高效节能的电机控制。

先介绍变频空调解决方案，它利用湿度传感器、温度传感器和其他传感器采集信号。驱动层算法包括无传感器转子位置估计、180度正弦波控制、场定向控制、分流电阻采样技术和MTPA;应用层算法包括场减弱、转矩补偿、功率因数校正和参数自适应。它利用电机驱动控制信号发生器PWM输出和分流电阻电源模块来实现压缩机驱动。

再看看全直流变频空调解决方案，采用的风扇电机控制算法包括防风算法、噪声优化算法和效率优化算法，实现单芯片控制压缩机驱动和外风扇驱动的两路180度直流变频。

在变频洗衣机解决方案中，用8FX-LPC实现人机界面，如LCD控制器(普通/段控制)、GPIO、外部中断和定时器;用Cortex-M3进行高效电机控制，实现了180度正弦波变频，空间矢量和有传感器/无传感器的变频控制。

在伺服电机应用中，也可以使用富士通半导体的解决方案。其伺服控制算法采用编码器检测技术、V/F控制技术、角度控制技术和速度控制技术。

富士通半导体的AC感应电机(ACIM)解决方案具有实现50-300V/15A以上更大功率驱动能力;采用2相或3相正弦波形驱动器;支持霍尔传感器、解码、无传感器;电流传感器、分流电阻采样;可采用VF、FOC、DTC不同系统结构;控制回路包括位置、速度、电流;GUI工具支持;CAN、TCP/IP、USB升级通信;必须隔离接口。

广泛的变频应用

富士通半导体拥有家电、汽车、工业、电机制造技术、电磁技术、电机控制技术、电力电子技术和人机接口技术的经验和优势，其变频产品适合各种产品，如白色家电、小家电、工业控制、动力机械等丰富应用领域。富士通半导体变频技术支持团队也在不断发展，通过不断的实践，积累了核心技术和人才储备，同时也成熟了自有知识产权的电机控制算法和方案。通过和国内知名客户、大学研究机构的合作，已成功的把富士通微控制器和控制技术应用在国内电机控制领域中。