【導讀】交流感應(yīng)電動機是最受歡迎的汽車用于消費和工業(yè)應(yīng)用，并代表了工業(yè)革命背后的“肌肉”。這個“無火花”的概念汽車首次構(gòu)想尼古拉特斯拉在19世紀晚期兩個定子階段組成的多相結(jié)構(gòu)的正交關(guān)系。它已經(jīng)被修改為更常見的三相結(jié)構(gòu)，導致電機的電壓和電流平衡操作。電機沒有電刷/像刷直流電機換向器結(jié)構(gòu)，消除了所有與引發(fā)相關(guān)的問題，如電噪音、刷磨損、高摩擦,可靠性差。沒有磁鐵轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)進一步增強了可靠性，也很經(jīng)濟的生產(chǎn)。在高功率應(yīng)用程序(如500馬力和更高版本)，交流感應(yīng)電動機是汽車存在之一，97%或更高的效率評級。然而，在輕載條件下，正交磁化電流所需的轉(zhuǎn)子磁通代表著一個龐大的部分定子電流，導致降低效率和功率因數(shù)運行。
執(zhí)行時最好與正弦電壓和電流驅(qū)動。其優(yōu)點之一是令人難以置信的順利操作,他們可以提供低轉(zhuǎn)矩波動的結(jié)果。為了實現(xiàn)這一點,由開槽定子結(jié)構(gòu)的繞組放置在槽正弦繞組分布,導致正弦流量分布的空隙。這個通量也鏈接轉(zhuǎn)子電路,它由銅或鋁棒兩端短路,并安裝在一個多層復合結(jié)構(gòu)由軟鐵、或其他黑色金屬材料。在大多數(shù)情況下,電動機的效率可以增加通過減少轉(zhuǎn)子電阻。通量穿過這些導體,d-flux / dt整個轉(zhuǎn)子電壓的印象酒吧,導致轉(zhuǎn)子電流。換句話說,從定子轉(zhuǎn)子電路的電流感應(yīng)電路;一樣,二次電流誘導標準變壓器的初級線圈。這個轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁通,這與定子mmF產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。然而,為了實現(xiàn)這一目標d-flux / dt影響轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子不能以同樣的速度旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的定子。因此,感應(yīng)電動機分為異步電機。定子磁通矢量之間的不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子叫做滑動。隨著越來越多的電機軸的扭矩要求,滑動頻率增加?？傊?電機的速度是一個函數(shù)的數(shù)量定子波蘭人,電機轉(zhuǎn)矩(因此感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)差率),和交流輸入電壓的頻率。
三相拓撲表示一個變速應(yīng)用程序的理想選擇。三相逆變器常用圖表所示,在電機轉(zhuǎn)速可以通過控制不同的電壓和頻率應(yīng)用波形(開環(huán)V /赫茲或標量控制)。此外,速度可以控制的包裝速度環(huán)在轉(zhuǎn)矩環(huán)將磁場定向控制(FOC)。前者可以很容易地實現(xiàn)經(jīng)濟的設(shè)備如MSP430,但事實更適合一個強大的32位處理器如TI的C2000處理器。
圖解：系統(tǒng)框圖
微控制器
C2000單片機設(shè)計理想的實時操作和高分辨率的脈寬調(diào)節(jié)器(pwm)精確地控制門的司機。12位,雙取樣保持的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)可以樣品任何傳感器輸入精度高。高性能pwm和adc的結(jié)合保證了低轉(zhuǎn)矩脈動和高效的電機控制。強大的C2000單片機核心架構(gòu)支持數(shù)學算法的快速執(zhí)行控制和矢量控制電機。
Stellaris單片機是基于廣泛使用的手臂皮質(zhì)M3核心和所有motor-control-related外圍設(shè)備集成。Stellaris單片機有10位ADC和motor-control-specific PWM提供電機的高效控制。車載通信設(shè)備如USB、以太網(wǎng)使單片機作為網(wǎng)絡(luò)控制器能夠進行運動控制。
TMS570大力神安全單片機是基于廣泛使用的手臂皮質(zhì)R4F構(gòu)建核心和緩解的開發(fā)和認證安全關(guān)鍵系統(tǒng)。及和TMS570大力神安全單片機2 x 12位ADC。靈活的HET協(xié)同處理器提供motor-control-specific PWM提供電機的高效控制。車載通信設(shè)備如USB、以太網(wǎng),可以使單片機作為網(wǎng)絡(luò)安全控制器進行運動控制。
隔離
TI數(shù)字光電隔離器邏輯輸入和輸出緩沖區(qū)由TI的二氧化硅(二氧化硅)隔離屏障,提供4 kV的隔離。與隔離電源一起使用,這些設(shè)備塊高電壓隔離,并防止噪聲電流進入當?shù)氐牡孛婧透蓴_或破壞敏感電路。
接口/連接
傳統(tǒng)的模擬rs - 232 / rs - 485接口保持電機控制應(yīng)用程序的流行選擇。展望未來,設(shè)計師正在整合主流,如以太網(wǎng)接口,USB接口,可以為他們的產(chǎn)品。TI致力于提供解決方案為傳統(tǒng)和新興工業(yè)接口。例如,TI最近介紹了ISO1050,世界上第一個孤立可以收發(fā)器。
電源管理
德州儀器提供電源管理IC解決方案從標準ICs高性能、插件,電源塊,數(shù)字功率場效應(yīng)管和集成功率模塊。從AC / DC和DC / DC電源、線性監(jiān)管者和non-isolated開關(guān)直流/直流監(jiān)管者PMICs和權(quán)力并顯示解決方案,德州儀器電源管理IC解決方案可以幫助您完成您的項目。
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