日志
德仪InstaSPIN-FOC技术
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德仪InstaSPIN-FOC技术：没有传感器，也能轻松将马达玩弄于股掌
日前，德州仪器更新了其InstaSPIN 系列解决方案，推出了基于FAST软件编码器算法的InstaSPIN-FOC无传感器三相电机控制解决方案。无需传感器，只需几个基本的电机参数，就可轻松并快速地实现对于三项同步或异步电机的控制。实际上，就小编在发布会现场看到的演示实例看来，对电机的识别、调节和控制只需不到5分钟的时间。
它在5分钟内即可掌控你的电机。
InstaSPIN-FOC解决方案通过采用FAST 观察器算法对各种使用条件下的通量、角度、速度和转矩进行可靠、稳健估算，这套FAST软件编码器算法是嵌入在TI 32 位 C2000™ Piccolo™ 微控制器上的只读存储器中的，可帮助电机控制系统设计人员在5分钟甚至更短的时间内识别、调节并通过可变速度及负载全面控制任何类型的三相同步或异步电机，整个过程几乎是全自动的。
“虽然无传感器 FOC 电机技术可带来许多系统优势，但目前市面上的无传感器矢量控制等电机控制算法都要几个星期甚至几个月的时间来调试电机观察器，并且需要依赖很多的电机参数。”TI中国区MCU及无线连接业务开发经理吴健鸿表示，“而InstaSPIN-FOC解决方案采用FAST软件编码器算法，只需要几个简单的基本电机参数，通过电流电压的采集和转速算法，即可轻松实现电机的识别、调节和控制，而整个过程只需不到5分钟的时间。”
此外，InstaSPIN-FOC技术可以支持内建启动模式和不足一个电气周期的观察器角度锁定，避免其它无传感器技术的启动难题。同时，InstaSPIN-FOC技术可在低于 1 Hz（典型值）全转矩稳定状态下保持角度完整性，支持零速逆转和失速状态下的顺利失速恢复。
是时候让高级电机控制从冰山顶部走向平民百姓家了。
现在，无传感器FOC正在走向一个更广阔更贴近生活的市场，运输、HVAC压缩机和风机、洗涤（直接驱动）、制冷压缩机等都将成为其目标应用市场。“这些市场都迫切需求那些无传感器的、能够延长产品使用寿命并降低故障率的同时又不要求高标准专业技术的电机驱动解决方案。” 吴健鸿表示。
InstaSPIN-FOC 现已开始供货，通过可随时投入生产的 90 MHz、32 位浮点 Piccolo F2806xF 微控制器提供。InstaSPIN-FOC 在不久的将来将会运用到其它几款 Piccolo 微控制器中。
Piccolo F2806xF 微控制器
InstaSPIN™-FOC（磁场定向控制）技术使设计人员（甚至那些在电机控制方面没有什么经验的人员）用数分钟的时间即可识别、调优并完全控制任何类型的三相、变速、同步或异步无传感器电机控制系统。
InstaSPIN-FOC 优势
取代了“无传感器”场定向扭矩控制器 (FOC) 中的机械编码器和分解器
- 将 FAST™ 软件编码器用作卓越的转子磁通传感器
加快了控制系统设计速度
- 内置电机参数识别
- 自动闭环电流控制调优
- 仅需数分钟即可完全调优观测器并稳定扭矩控制器
ROM 中提供了完整的 InstaSPIN™-FOC 控制系统
- 选择 Piccolo™ MCU 器件
- 通过 MotorWare™ 软件获取软件 API 和多种示例项目
电压和电流滤波可确保向系统提供高质量的采样信号
- 一次性硬件和软件校准
- 偏移补偿
解决启动难题：
零速时 FAST 软件解码器稳定性可实现：
- 零速启动功能提供了超过 100% 的启动扭矩以及闭环控制，同时 FAST 提供了线圈旋转一圈范围内的角度。
- 从零速开始的完整闭环- 通过额外的初始位置检测算法直接提供电气启动角度
磁场控制
磁场变弱
- 减弱电机产生的磁场
- 允许转子获得超过设计值的速度
- 导致产生的扭矩降低
- 可满足仅在相对较短的时间内需要高速运转的最高效系统的需要
- 实现电机的最佳尺寸
磁场变强
- 增强电机磁场
- 超过设计值的扭矩
- 为大启动转矩应用所需
- 实现电机的最佳尺寸
MotorWare™ 软件中的示例
- 自动和手动减弱磁场
- 手动增强磁场
InstaSPIN-FOC 优势
取代了“无传感器”场定向扭矩控制器 (FOC) 中的机械编码器和分解器
- 将 FAST™ 软件编码器用作卓越的转子磁通传感器
加快了控制系统设计速度
- 内置电机参数识别
- 自动闭环电流控制调优
- 仅需数分钟即可完全调优观测器并稳定扭矩控制器
ROM 中提供了完整的 InstaSPIN™-FOC 控制系统
- 选择 Piccolo™ MCU 器件
- 通过 MotorWare™ 软件获取软件 API 和多种示例项目
电压和电流滤波可确保向系统提供高质量的采样信号
- 一次性硬件和软件校准
- 偏移补偿
解决启动难题：
零速时 FAST 软件解码器稳定性可实现：- 零速启动功能提供了超过 100% 的启动扭矩以及闭环控制，同时 FAST 提供了线圈旋转一圈范围内的角度。
- 从零速开始的完整闭环- 通过额外的初始位置检测算法直接提供电气启动角度
电机识别
- 无需数据表！
- 基于电机铭牌上简单数据（最大电压、电流）的一次性参数确认
- 可选的 RS 在线功能可以跟踪电阻变化情况并在运转期间提供补偿
InstaSPIN-FOC 优势
取代了“无传感器”场定向扭矩控制器 (FOC) 中的机械编码器和分解器
- 将 FAST™ 软件编码器用作卓越的转子磁通传感器
加快了控制系统设计速度
- 内置电机参数识别
- 自动闭环电流控制调优
- 仅需数分钟即可完全调优观测器并稳定扭矩控制器
ROM 中提供了完整的 InstaSPIN™-FOC 控制系统
- 选择 Piccolo™ MCU 器件
- 通过 MotorWare™ 软件获取软件 API 和多种示例项目
电压和电流滤波可确保向系统提供高质量的采样信号
- 一次性硬件和软件校准
- 偏移补偿
解决启动难题：
零速时 FAST 软件解码器稳定性可实现：- 零速启动功能提供了超过 100% 的启动扭矩以及闭环控制，同时 FAST 提供了线圈旋转一圈范围内的角度。
- 从零速开始的完整闭环- 通过额外的初始位置检测算法直接提供电气启动角度
电机识别
- 无需数据表！
- 基于电机铭牌上简单数据（最大电压、电流）的一次性参数确认
- 可选的 RS 在线功能可以跟踪电阻变化情况并在运转期间提供补偿
FAST™ 软件编码器
通用三相电机软件编码器
- 转子磁通观测器/估算器
- 同步（BLDC、SPM、IPM）
- 针对凸极 IPM 电机的转子磁通补偿
- 异步 (ACI) 电机
- 用于控制系统中的独特高质量反馈信号
控制环路调优
FOC 电流控制器自动调优
- 通过参数计算增益
- 用户可以进行调整
- 用户可以使用自己的控制器
适用于大多数三相电机的每安培最大扭矩
- 对凸极电机的补偿由用户电流控制支持（参见 MotorWare 软件项目中的示例）
为初始评估提供了通用速度环路
- 用户必须针对机械惯性进行调优
- 用户必须进行调优，以便在各种运转条件下使用
PowerWarp™ 技术
- 感应电机的可选模式
- 始终产生最少的耗电量
- 动态扭矩响应会有所折衷
- 在部分负载的情况下节省能源，这是前所未有的
系统灵活性
InstaSPIN™-FOC
- 为所有三相电机系统设计
- 简单的 API 接口
- 针对专家级用户的完全自定义功能
针对不同用例的灵活性
- FAST™ 软件编码器可用作反馈传感器（ROM 存储器）
- InstaSPIN™-FOC 可用作扭矩控制器
- 用户可进行调节 (ROM)
- 可完全自定义（用户存储器）
- InstaSPIN™-FOC 可用作级联速度和扭矩控制器
- 用户可进行调节 (ROM)
- 用户可进行自定义（用户存储器）
- FAST™ 软件编码器是唯一必须通过 ROM 运行的部分。
- 其他所有部分均存储在 ROM 中，源文件在 MotorWare™ 软件中提供。
磁场控制
磁场变弱
- 减弱电机产生的磁场
- 允许转子获得超过设计值的速度
- 导致产生的扭矩降低
- 可满足仅在相对较短的时间内需要高速运转的最高效系统的需要
- 实现电机的最佳尺寸
磁场变强
- 增强电机磁场
- 超过设计值的扭矩
- 为大启动转矩应用所需
- 实现电机的最佳尺寸
MotorWare™ 软件中的示例
- 自动和手动减弱磁场
- 手动增强磁场
InstaSPIN-FOC 优势
取代了“无传感器”场定向扭矩控制器 (FOC) 中的机械编码器和分解器
- 将 FAST™ 软件编码器用作卓越的转子磁通传感器
加快了控制系统设计速度
- 内置电机参数识别
- 自动闭环电流控制调优
- 仅需数分钟即可完全调优观测器并稳定扭矩控制器
ROM 中提供了完整的 InstaSPIN™-FOC 控制系统
- 选择 Piccolo™ MCU 器件
- 通过 MotorWare™ 软件获取软件 API 和多种示例项目
电压和电流滤波可确保向系统提供高质量的采样信号
- 一次性硬件和软件校准
- 偏移补偿
解决启动难题：
零速时 FAST 软件解码器稳定性可实现：- 零速启动功能提供了超过 100% 的启动扭矩以及闭环控制，同时 FAST 提供了线圈旋转一圈范围内的角度。
- 从零速开始的完整闭环- 通过额外的初始位置检测算法直接提供电气启动角度
电机识别
- 无需数据表！
- 基于电机铭牌上简单数据（最大电压、电流）的一次性参数确认
- 可选的 RS 在线功能可以跟踪电阻变化情况并在运转期间提供补偿
FAST™ 软件编码器
通用三相电机软件编码器
- 转子磁通观测器/估算器
- 同步（BLDC、SPM、IPM）
- 针对凸极 IPM 电机的转子磁通补偿
- 异步 (ACI) 电机
- 用于控制系统中的独特高质量反馈信号
控制环路调优
FOC 电流控制器自动调优
- 通过参数计算增益
- 用户可以进行调整
- 用户可以使用自己的控制器
适用于大多数三相电机的每安培最大扭矩
- 对凸极电机的补偿由用户电流控制支持（参见 MotorWare 软件项目中的示例）
为初始评估提供了通用速度环路
- 用户必须针对机械惯性进行调优
- 用户必须进行调优，以便在各种运转条件下使用
PowerWarp™ 技术
- 感应电机的可选模式
- 始终产生最少的耗电量
- 动态扭矩响应会有所折衷
- 在部分负载的情况下节省能源，这是前所未有的
系统灵活性
InstaSPIN™-FOC
- 为所有三相电机系统设计
- 简单的 API 接口
- 针对专家级用户的完全自定义功能
针对不同用例的灵活性
- FAST™ 软件编码器可用作反馈传感器（ROM 存储器）
- InstaSPIN™-FOC 可用作扭矩控制器
- 用户可进行调节 (ROM)
- 可完全自定义（用户存储器）
- InstaSPIN™-FOC 可用作级联速度和扭矩控制器
- 用户可进行调节 (ROM)
- 用户可进行自定义（用户存储器）
- FAST™ 软件编码器是唯一必须通过 ROM 运行的部分。
- 其他所有部分均存储在 ROM 中，源文件在 MotorWare™ 软件中提供。
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