電機(jī)控制技術(shù)的最新進(jìn)步與發(fā)展

　　控制算法主要取決于電機(jī)和傳感器的類型。目前電動(dòng)汽車的電機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，永磁同步電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)四類。在控制策略方面，變結(jié)構(gòu)控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，專家系統(tǒng)等等控制方法應(yīng)用于電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。此外，目前國(guó)際上比較新的概念是把控制單元集成在電動(dòng)汽車電機(jī)每一個(gè)單相里面，形成可以不同數(shù)量靈活組合的多相變頻器/電機(jī)，對(duì)應(yīng)的多相多維矢量控制算法也是目前的研究熱點(diǎn)。

　　東芝電子(中國(guó))有限公司技術(shù)統(tǒng)括部高級(jí)經(jīng)理呂建銘表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)，盡管基于變頻控制方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有效地提高能效比，復(fù)雜的設(shè)計(jì)卻是開發(fā)人員必須面對(duì)的一個(gè)不小挑戰(zhàn)，而且為了輔助復(fù)雜的運(yùn)算，此類方案多會(huì)使用一些昂貴的處理器，如數(shù)字信號(hào)控制器。東芝半導(dǎo)體最新基于ARM Cortex-M3內(nèi)核集成矢量控制引擎(Vector Engine)模塊的TMPM37x微控制器可協(xié)助設(shè)計(jì)人員克服上述問題。TMPM37x是東芝基于Cortex-M3內(nèi)核處理器TX03家族系列的產(chǎn)品，在該系列中處理器內(nèi)部均集成了硬件的矢量控制引擎(VE)模塊，該矢量控制引擎模塊將傳統(tǒng)的電機(jī)復(fù)雜的矢量運(yùn)算通過硬件替換，簡(jiǎn)化了開發(fā)難度，它的使用極大提高了電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定及高效。

　　在2013年，德州儀器公司推出了其改進(jìn)開進(jìn)的FOC算法InstaSPIN-FOC和InstaSPIN-MOTION技術(shù)，該技術(shù)提供了嵌入式式技術(shù)，使幾乎沒有任何經(jīng)驗(yàn)的工程師可以在最短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出最高效能的三相電機(jī)控制解決方案。

　　德州儀器(TI)中國(guó)區(qū)市場(chǎng)開發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理信本偉表示，這些方案包含非常獨(dú)特的性能，電機(jī)參數(shù)辨識(shí)，在很多方案中強(qiáng)大的無傳感器辨識(shí)可以取代機(jī)械轉(zhuǎn)子傳感器， 磁場(chǎng)定向轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)諧呈現(xiàn)最大功效，系統(tǒng)慣性和摩擦辨識(shí)，簡(jiǎn)化的高性能抗干擾單一參數(shù)速度或位置加速度控制系統(tǒng)，以及完整片上技術(shù)的軌跡生成和先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制軟件套件。2014年將特定功能添加到了關(guān)鍵應(yīng)用上，以實(shí)現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，最快的加速能力，并將InstaSPIN應(yīng)用在C2000 Piccolo實(shí)時(shí)微控制器家族的更多設(shè)備上。

中國(guó)將成為重要高效電機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)

　　中國(guó)擁有全球最大的稀土儲(chǔ)量，且是全球最大的制造中心及全世界人口最多的國(guó)家，將成為全球重要BLDC和PMSM電機(jī)供應(yīng)來源地。

　　對(duì)于中國(guó)電機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)的應(yīng)用趨勢(shì)，ADI市場(chǎng)經(jīng)理張松剛認(rèn)為，未來電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，工業(yè)伺服將扮演越來越重要的角色，對(duì)于電機(jī)控制的要求，已不僅僅停留在滿足節(jié)能要求的通用變頻器及速度控制，而越來越多的應(yīng)用與領(lǐng)域需要精確的位置控制及電流控制;無論是工業(yè)生產(chǎn)線、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備及機(jī)械設(shè)備，還是智能物流及機(jī)器人，都已將伺服控制作為重要的執(zhí)行器件。相對(duì)于家用領(lǐng)域，更多地考慮成本及無傳感器控制。而在汽車及交通領(lǐng)域，可靠性將是最重要的因素。

　　英飛凌科技(中國(guó))有限公司中國(guó)區(qū)汽車電子事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)杜曦則更為關(guān)注中國(guó)新能源汽車這一應(yīng)用市場(chǎng)，他認(rèn)為在中國(guó)無論是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車還是新能源汽車，電機(jī)的電子控制應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。從小到雨刷電機(jī)，油泵電機(jī)，大到電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)的電子控制系統(tǒng)的市場(chǎng)將會(huì)有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　作為中國(guó)汽車行業(yè)最重要的戰(zhàn)略，電動(dòng)汽車(xEV)應(yīng)用是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃的關(guān)鍵組成部分，也將是這個(gè)行業(yè)的未來。近年來，國(guó)家數(shù)次出臺(tái)相關(guān)政策支持新能源汽車的市場(chǎng)化，包括取消車輛購(gòu)置稅、發(fā)行補(bǔ)貼、在各示范城市制定推廣目錄，統(tǒng)一新能源汽車和充電設(shè)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，新能源汽車前景光明。電機(jī)控制市場(chǎng)也將借新能源汽車的利好而得到大力發(fā)展。

　　同時(shí)在減排增效的推動(dòng)之下，更清潔的能源解決解決方案也將變得越來越重要，高效的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)引入和新能源系統(tǒng)，都離不開高效電機(jī)控制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更高能效。

　　中國(guó)的汽車電動(dòng)機(jī)控制市場(chǎng)在未來5年內(nèi)將快速發(fā)展。由于中國(guó)政府要求降低汽車的CO2排放量和油耗，中國(guó)在政府的推動(dòng)下開展了幾項(xiàng)汽車電氣化工作。其中一大增長(zhǎng)在于短程電動(dòng)汽車(微型EV)，其價(jià)格比汽油車低，并且駕駛員駕車通常無需持有駕駛證，而這本身就是一大激勵(lì)因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板車也推動(dòng)了電動(dòng)汽車/踏板車在中國(guó)的應(yīng)用。最后，美國(guó)的主要電動(dòng)汽車制造商最近在北京設(shè)立了辦事處，用以滿足人們對(duì)能夠提供與汽油車相同的舒適性和性能的電動(dòng)汽車的需求。這一舉動(dòng)對(duì)中國(guó)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車制造商推出他們自己的純EV產(chǎn)品也有利。

　　國(guó)際整流器公司(IR)應(yīng)用工程部高級(jí)經(jīng)理Wibawa Chow同樣關(guān)注汽車中的電機(jī)控制應(yīng)用，他認(rèn)為中國(guó)的汽車電動(dòng)機(jī)控制市場(chǎng)在未來5年內(nèi)將快速發(fā)展。

　　由于中國(guó)政府要求降低汽車的CO2排放量和油耗，中國(guó)在政府的推動(dòng)下開展了幾項(xiàng)汽車電氣化工作。其中一大增長(zhǎng)在于短程電動(dòng)汽車(微型EV)，其價(jià)格比汽油車低，并且駕駛員駕車通常無需持有駕駛證，而這本身就是一大激勵(lì)因素。主要城市禁止使用汽油助力踏板車也推動(dòng)了電動(dòng)汽車/踏板車在中國(guó)的應(yīng)用。最后，美國(guó)的主要電動(dòng)汽車制造商最近在北京設(shè)立了辦事處，用以滿足人們對(duì)能夠提供與汽油車相同的舒適性和性能的電動(dòng)汽車的需求。這一舉動(dòng)對(duì)中國(guó)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車制造商推出他們自己的純EV產(chǎn)品也有利。