解锁电机应用创新方案 无感FOC控制算法备受瞩目

2022年9月21日，第19届(杭州)电机驱动与控制技术研讨会正式举办。

电机作为最主要的机电能源转换装置，应用范围广泛，降低电机能耗可以有效提高能源利用效率，达到节能减排的政策目标。“双碳”目标的提出背景下，高效节能电机作为电机行业的主要发展方向，必然会逐步传统的高耗能、高污染、低能效电机。相较于2016年，预计到2022年，全球IE2、IE3能效等级电机将大幅度上升，而IE1能效受到政策等影响，有着显著下降。

在当今竞争激烈、瞬息万变的环境中，所有电机控制应用都要求人们不断寻找新的方式来提高能效、移动性和安全性。与此同时，算法在控制系统中的作用越来越重要，直接造成系统复杂性和成本的提高。无论低压还是高压，合适的电机驱动和控制创新解决方案，成为各应用领域所寻找的理想之选。

无感FOC控制算法备受瞩目

随着对更高能效的不断追求，消费和工业类市场中变速驱动的使用也在持续增多。与此同时，产品生命周期逐渐缩短，每一代产品都要求控制器能够简单快速地实现所需控制算法。

但由于电机控制所用参数较多且互为关联，驱动控制算法复杂度较高且伴随控制性能提升而提升，算法的优劣将直接影响电机的控制性能。算法自身随着技术的发展不断进行迭代更新，从方波控制向有感SVPWM、无感FOC方向发展。

各种控制算法均有各自的优缺点，具体的选择需要依据最终应用领域而定。无感FOC控制算法是最近广受欢迎的无刷电机控制技术之一，也是目前高效控制BLDC电机和永磁同步电机的最佳选择。它能精确地控制磁场大小与方向，使得电机转矩平稳、噪声小、效率高，并且具有高速的动态响应，优越的高低速控制性能。目前已在很多应用上逐步替代传统的控制方式，在运动控制行业中备受瞩目。

利用无感FOC控制的产品在我们生活中处处可见，家电消费的变频空调、高性能吹风机、洗地机，工业领域的新能源汽车电机、生产线上的伺服电机，亦或是热门的机器人行业，都离不开无感FOC控制的身影。

无感FOC控制算法复杂，调试参数较多，对算法设计团队有极高要求。拥有全系列产品，可以满足不同客户对控制算法的不同需求，为终端客户提供整体系统级解决方案。

BLDC电机驱动控制芯片迎来发展良机

相比于传统有刷电机，BLDC电机依托显著的体积小、重量轻、效率高、转矩特性优异、无级调速等优势特点，其应用范围已从智能家电、电动工具，不断拓展到机器人和汽车等终端市场。

伴随控制性能不断提升，算法复杂度也随之提升，对控制芯片的计算量和计算速度的要求也越来越高。而且车窗玻璃升降器、汽车天窗、雨刮、燃料泵、空调系统风扇、发动机冷却风扇和水泵等领域，其电机控制应用要求芯片自身封装体积小，且不需要过多的外部元件。

就电机驱动控制专用芯片而言，如果单颗芯片能集成更多的器件和功能，则其应用于具体下游产品时，可大大简化外围电路、减少外围器件，更好地满足应用需求，在帮助客户降低成本的同时，提升整体方案的可靠性。

由于起步较晚，目前BLDC电机的市场渗透率偏低。但随着技术成熟和成本下降，BLDC电机将逐渐替代传统电机。据预测，2018年至2023年期间中国BLDC电机市场规模年均增速达15%，而全球BLDC电机驱动控制芯片市场规模将从2018年的29.25亿美元增长至2023年近40亿美元。我们相信，高性能BLDC电机将会是未来电机发展的重要趋势，与之配套的高性能电机驱动控制专用芯片迎来发展良机。

虽然BLDC电机本质上相当高效，但当今设计人员依然面临着进一步提高其设计能效的压力，使产品在竞争激烈的市场上脱颖而出。目前，知名企业的电机驱动解决方案会通过降低总能量消耗和优化热管理等方式来达到高性能、高性价比和可靠性的效果，使其具备良好的效率和散热性能。降低系统尺寸和减少维护需求也有助于获得理想的结果。

从政策与经济角度考虑，提高电机效率，降低能耗是各个应用终端长期发展方向。创新的电源和电机驱动与控制解决方案可降低功耗，同时可实现超高的效率以及针对开关电源的集成和先进方法，减少全球能源使用量。电机生产的转型升级也将会落实到产业链的各家企业。

为了加强电机企业间的深度交流，参考了解更多的精确可靠、更长寿命且具有超高电源效率的电机驱动和控制系统设计方案，第19届(杭州)电机驱动与控制技术研讨会将在2022年9月21日正式举办。欢迎华东地区的电机工程师们现场了解更多行业应用解决方案。