Yenilikçi MCU'lar enerji verimli motor kontrolünü nasıl sağlar?
Elektrik motorlarının enerji tüketimine katkısı ABD'de% 50'ye yakındır, bu nedenle motor enerji tüketiminin azaltılması enerji verimliliğini etkili bir şekilde artırabilir ve motor kontrolü sağlamak için gelişmiş mikrodenetleyici (MCU) teknolojisinin kullanılması etkili bir yöntemdir. Bu yazıda motor kontrol MCU teknolojisindeki ve uygulamalarındaki en son gelişmeler tanıtılmaktadır.
Enerji tüketimini azaltmanın ana hedeflerinden biri, toplam ABD enerji tüketiminin yaklaşık% 50'sini tüketen motordur. 50'den fazla motor, genellikle 70 ila 80 arasındadır. Sanayi alanında, fabrika otomatik kontrol de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bugün, MCU teknolojisindeki son gelişmeler, motorların daha düşük maliyetle daha verimli çalışmasını sağlıyor. Bazı pazarlarda bu, elektromekanikden elektronik kontrole geçişi hızlandırır, motor verimliliğini optimize etmek ve cihaz seviyesindeki tüm uygulamaların maliyetini düşürmek için değişken hızlı motor kontrolünü mümkün kılar.
Düşük maliyetli fırçasız DC motor kontrol MCU
Motor kontrolünde sıklıkla kullanılan fırçalanmış motorlarla karşılaştırıldığında, MCU kontrollü fırçasız DC (BLDC) motorlar, fırça aşınmasını ve tahrik mekanizmalarını ortadan kaldırır, bu nedenle motorun ömrü, yatağın ömrü ile sınırlıdır. Ek olarak, MCU tabanlı BLDC motor sistemlerinin avantajları arasında yüksek verim, yüksek tork-atalet oranı, daha yüksek hız performansı, düşük gürültü, daha iyi ısıl verim ve daha düşük EMI özellikleri bulunmaktadır.
Motor kontrolünün seri üretimi için özel olarak tasarlanmış 8 bit MCU'ların kullanımı, dijital motor kontrol problemlerini çözmek için çok düşük maliyetli bir yöntemdir. 10 MIPS'ye kadar performans ve harekete özel donanım (14-bit PWM, bir hareket geri bildirim modülü ve yüksek hızlı bir ADC dahil) ile, daha önce pahalı işlemcilere ihtiyaç duyan uygulamalar artık düşük maliyetle ele alınabilir. 8 bit MCU'lar.
8 bit mikrodenetleyici, üç fazlı bir ACIM değişken frekans sürücüsünü çalıştırır.
PIC18F4431 gibi bazı MCU'larda üç fazlı PWM kontrolü, donanımda BLDC kontrollerinin üçünün tümünü sağlayabilir ve geliştirilmesi ve hata ayıklanması gereken yazılımı en aza indirir. Mevcut 8 adete kadar PWM kanalı, genellikle üç fazlı bir motoru sürmek için 6'ya ihtiyaç duyar. Bu nedenle, kalan iki kanal, ek bileşenlere gerek kalmadan diğer işlevler için kullanılabilir. MCU'nun ana parçası olarak entegre kodlayıcı arabirimine sahip hareket geri besleme modülü, bileşenlerin sayısını ve sistem maliyetini azaltır.
Saniyede 200K örnekleme hızına sahip bir ADC'ye sahip bir MCU, kapalı döngü kontrolü için gereken hızı sağlar. İki farklı kanalın eşzamanlı kullanımı, aynı anda voltaj ve akımı örneklemeyi mümkün kılar. Kapalı döngü motor kontrolünde arka uç elektromotor kuvveti (EMF) ölçülürken böyle bir hızlı geçiş gereklidir ve ADC'yi yükselen veya düşen kenarda PWM ile senkronize etme özelliği anahtarlama gürültüsünü en aza indirir. Bu modüller birlikte, yüksek hızlı ADC'ler ve konum kodlayıcıları gibi harici motor kontrol bileşenlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Birçok motor kontrol uygulamasında, arıza güvenli operasyon çok önemlidir. Başarısız bir saat monitörüne sahip bir MCU (bir kristal arızası durumunda yedek saat olarak kullanılabilen dahili bir RC osilatör) tasarımcıların yüksek güvenilirlik sağlayan dijital kontrolü kullanmasına olanak sağlar. PWM'deki programlanabilir ölü zaman gecikmeleri, anahtarlama gürültüsünü en aza indirir, geliştirme süresini haftalarca azaltır ve yeni ürünleri pazara sunmak için kritik program son tarihlerini karşılar. Her durumda, güvenilir flash belleğe sahip MCU'lar, kurulumdan önce veya kullanım sırasında talepteki değişikliklere hızlı bir şekilde pazara sunma ve esneklik sağlama potansiyeline sahiptir.
