TI InstaSPIN-FOC无传感器电机控制技术 面向低成本应用

日前，德州仪器 (TI) 宣布为其最低成本的实时控制 C2000™ Piccolo™ F2802x 微控制器 (MCU) 系列提供 TI 革命性突破的 InstaSPIN-FOC™(磁场定向控制)无传感器电机控制技术，从而可缩小封装尺寸，大幅降低成本。一度只有少数电机设计人员可获得的高效率、三相位电机控制专业技术，现已开始面向更广泛的开发人员受众提供。

工程师不但可使用嵌入在只读存储器 (ROM)(位于 C2000 Piccolo F2802x MCU 上)中的 TI InstaSPIN-FOC 技术加速电机控制开发，同时还可为低成本无刷 DC (BLDC)、永磁 (PMSM) 以及 AC 感应电机应用提高效率。

TI 支持 InstaSPIN-FOC 技术的低成本 Piccolo F2802x MCU 仅在数分钟内便可识别、调谐和控制任意类型的三相位同步或异步电机，是洗衣机、压缩机、泵、风扇、电动自行车、工具、跑步机、小型驱动器、缝纫及纺织机、升降机以及小型低成本电机 (hobby motor) 等各种应用的理想选择。在 2013 年 2 月 TI 首次推出 InstaSPIN-FOC 技术之前，无传感器磁场定向控制技术还不能满足大多数开发人员的需求，因为当时的无传感器算法没有达到各种实际应用条件，难以在复杂控制系统中实施，从而可增加数月的开发时间。InstaSPIN-FOC 技术不仅可为各种水平的设计人员降低系统复杂性，同时还可在可以承受的价格上(刚刚下调)提高电机效率、可靠性和性能，从而可解决这些问题。

InstaSPIN-FOC™ 技术 Piccolo F2802x MCU 的特性与优势：

• 针对各种广泛的电机设计人员提供，具有 48 引脚封装、32 或 64KB 闪存，价格约为 2 美元，可充分满足大批量应用需求;

• 节省数月的设计时间，支持近乎全自动的电机参数识别、软件观测器调谐以及扭矩控制调谐;

• 先评估，后购买，提供免费交互式 InstaSPIN-FOC 在线仿真工具。设计人员可根据各种电机定制速度与负载配置文件，实现对 TI InstaSPIN-FOC 性能的评估，可在几分钟内获得仿真结果;

• 接近编码器的性能，有了嵌入式片上 FAST™ 观测器算法，只需分析电流和电压便可在各种使用条件下计算转子磁通、角度、速度以及扭矩的高可靠稳健估算值。准确的无传感器估算器性能可取消几乎所有扭矩与速度应用中的物理传感器;

• 同一解决方案适用于所有三相位电机、同步(BLDC、SPM 与 IPM)与异步 (ACI) 电机;

• 识别与调谐，离线电机试运行可识别所需的电机参数，调谐 FAST 算法，并可初始化稳定工作所需的电流控制器。可选在线电阻重估模式可在要求最为严格的低速负载下跟踪可靠观察器性能的变化;

• 通过内建启动模式和观测器角度锁定功能，在一个电气周期内消除其它无传感器技术的启动问题;

• 优异的低速性能，角度完整性可在 1Hz(典型值)以下保持稳定状态，支持全扭矩、零速稳定、过零反转以及平稳的失速恢复;

• 可增强系统架构灵活性，可使用作为软件电机传感器的 FAST 来实施单个功能调用 FOC 扭矩控制器或完整的定制控制系统;

• 支持最高效率的电机尺寸，内建磁场控制支持弱磁(提高速度)或强磁(提高扭矩)应用;

• 为感应电机实现显著节能，使用 PowerWarp™ 模式自适应地最小化磁化电流，只产生所需的扭矩，从而可消除较低负载工作下的能量浪费;

• 通过 MotorWare™ 使用最新电机控制库(模块、驱动器、系统示例、文档)实现便捷开发和迅速评估。MotorWare™ 提供基于 API 的 C 语言导向型最新编码技术以及十多种基于实验室的项目，可帮助用户深入了解 InstaSPIN-FOC 的各项特性，包括电机 ID、保存电机参数、扭矩控制、调谐速度控制器、运行时间的电阻监控、弱磁、调制技术以及 PowerWarp 等。