意法半导体:三相电机控制解决方案

意法半导体拥有强大的、面向电机控制应用的产品组合。 运转顺畅和高效率推动了电机控制的发展。 面向PMSM、PMAC和感应电机（其采用高性能微控制器、功率晶体管与高压栅极驱动器IC）的磁场定向控制（FOC）软件的发展满足了对更高效率的需求。 对于功率较低的应用而言，面向步进电机的新型高集成度控制器/驱动器IC可以为步进电机实现更顺畅的运转和更高的定位精度。

三相AC感应电机

三相感应电机属于无刷电机。 定子是铜线绕组，转子通常是一个铝制鼠笼。 典型的驱动器配置是1个三相桥（3个半桥），可以为定子提供3个正弦波电压。 该驱动器通常用于功率较高的应用，一般由1个带有高压栅极驱动器的分立式IGBT，或者整合了3个半桥和相关栅极驱动级的功率模块组成。 在控制逆变器的微控制器内实现了磁场定向控制或标量（伏特/赫兹）控制算法。

三相感应电机矢量驱动器（FOC）

矢量控制（亦即磁场定向控制，FOC）是可变频率驱动器使用的一种方法，用于控制三相AC电机的扭矩和速度。 特别地，这种方法意味着要测量电机电流，然后将其转换到与机器的转子一起旋转的坐标系内。 为了完成这种参考帧转换，必须直接测量（通过实际的速度/位置传感器）或者间接估计（无传感器法）转子位置。

矢量控制需要HW外设方可完成这项任务和比标量控制更密集的计算，另一方面它实现了更好的动态响应（例如加载速度控制方面的变化）、更准确的机械扭矩调节和更安静的操作。

通常，低成本32位微控制器就可以处理这种驱动器。

 

标量控制电压频率比驱动器

在标量驱动器内，一般只控制频率和施加在电机上的电压（并不要求控制电流反馈）。

特别是对于Φ感应电机而言，标量驱动器通常控制开/闭速度环内的电压-频率（V/F）之比（只有在后面这种情况下才必须控制电机速度反馈）。 如果知道电机速度信息，则可另外实现滑动调节，从而优化电机效率。

虽然简单（可以由8位和32位微控制器执行），但是V/f控制就能够满足大多数应用的需求了。