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Microcontrollers (MCUs) & processors

C2000 real-time microcontrollers – Motorsteuerung

Lösungen

Beschleunigen Sie die Entwicklung von Motorsteuerungen, indem Sie unsere fortschrittlichsten Lösungen und anwendungsspezifischen Referenzdesigns als Ausgangspunkt nutzen.

Software

Umfasst grundlegende Softwarebausteine, Beispielimplementierungen und vollständige Hochleistungslösungen für Rotordesigns mit und ohne Sensoren.

Tools und Ressourcen

Beginnen Sie die Evaluierung mit kostengünstiger Motorsteuerungshardware. Verbessern Sie Ihre Entwicklung durch die Nutzung von Simulations- und Codegenerierungstools, Schulungen zum Thema Motorsteuerung sowie zu unseren Lösungen.

Anwendungen zur Motorsteuerung 

Laden von Elektrofahrzeugen
Industrieantriebe
Haushaltsgeräte
Medizinische Pumpe

Elektrofahrzeuge

  • Traktionsantriebe
  • Baugewerbe & Landwirtschaft
  • Hilfsmotoren
  • Servolenkung
  • Drohnen
  • E-Mobilität

Industrielle Antriebstechnik

  • Servoantriebe
  • AC-Antriebe & Inverter
  • CNC
  • Robotik
  • Aufzüge
  • Türsteuerung
  • Textil

Haushaltsgeräte

  • Ventilatoren
  • Haushaltskleingeräte
  • Kühlung
  • Wäschetechnik
  • Heizung, Lüftung und Klimatisierung

Allgemeine Motorsteuerung

  • Kompressoren
  • Medizinische Pumpen
  • Dentalinstrumente
  • Garten- & Elektrowerkzeuge
  • Fitnessgeräte

Marktführende Motorsteuerungslösungen

C2000-Mikrocontroller werden seit mehr als 25 Jahren zur Steuerung von Motoren in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Dies sind hauptsächlich dreiphasige Maschinen mit Leistungsstufen von weniger als 100 Watt bis zu mehreren Megawatt. 

  • Motoren, die typischerweise in Anwendungen mit variabler Frequenz und variablen Lasten verwendet werden
  • Feldorientierte Steuerung (FOC) und andere fortschrittliche Techniken 
    • Maximieren des Wirkungsgrads
    • Minimaler Strom, um  nur das erforderliche Drehmoment zu erzeugen
    • Bietet die größten Vorteile in hochdynamischen Systemen
  • Verwendung von Softwarebeobachtern, wann immer dies möglich ist, um Sensoren am mechanischen Rotor zu ersetzen und somit die Systemkosten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit zu verbessern
  • Einsatz mechanischer Rotorsensoren für Systeme mit höchster Leistung
Feldorientierte Regelung vereinfacht!
 
  • Orten Sie den Rotorflussvektor über den Sensor oder den Beobachter
  • Berechnen Sie die Ausrichtung und Größe des Statorflussvektors , um die Effizienz der Drehmomentproduktion zu maximieren und der Drehmomentanforderung des Steuerungssystems nachzukommen
  • Erzeugen Sie den Statorflussvektor durch PWM-Steuerung des Dreiphasen-Inverters
Feldorientierte Regelung (Diagramm)

C2000-Entwicklungspfade

Es gibt zwei unterschiedliche Pfade für C2000-Motorsteuerungen.

DMC-Bibliothek

Die DMC-Bibliothek besteht aus einem breiten Spektrum von Bausteinen für Motorsteuerungs-Software, die in jahrelanger Unterstützung von Motorsteuerungsexperten entstanden sind. Grundsystembeispiele zu Hardware-EVMs sind Ausgangspunkt für erfahrene Motorsteuerungsingenieure.

In jüngerer Zeit wurde die DMC-Bibliothek als Grundlage für die Entwicklung fortschrittlicherer Lösungen speziell für industrielle Antriebsanwendungen verwendet. Diese werden DesignDRIVE genannt und enthalten folgende Komponenten:

  • Schnelle Stromschleife (< 1 us feldorientierte Regelverarbeitung)
  • Verfahren zum Inverterschutz
  • Demonstration mehrerer Strommesstopologien
  • Schnittstelle zu mehreren Rotorsensorstandards
  • Industriekommunikation   

 

InstaSPIN™-Motorsteuerungslösungen

Entwickelt, um Personen mit eingeschränkter Motorsteuerungs-Designerfahrung den Zugang zu Systemen mit überlegener Leistung zu ermöglichen und gleichzeitig viele der realen Herausforderungen bei der Entwicklung fortschrittlicher Motorsteuerungslösungen zu lösen. InstaSPIN- Komponenten umfassen:

  • Identifikation der Motorparameter
  • Selbstoptimierender sensorloser Observer
  • Vorberechnete Drehmomentreglerabstimmung

DMC-Bibliothek

InstaSPIN

Bausteine für Kundenexpertise Expertise enthalten
Entwicklungsgehäuse ControlSUITE & MotorControl SDK MotorWare & MotorControl SDK
Bauteilunterstützung Die meisten C2000-Bausteine Bestimmte Bausteine mit InstaSPIN-Bibliothek
Softwarebereitstellung Quellcode und Bibliotheken On-Chip-ROM-Bibliothek und -Quellcode
Motorinbetriebnahme Nicht enthalten Identifikation der Motorparameter
Sensorloser Observer Mehrere Observer für verschiedene Motortypen und -techniken Ein einheitlicher Observer (FAST) für alle Motortypen
Observerabstimmung Anspruchsvoll, Abstimmung durch Benutzer erforderlich Automatisch, mit selbsttätiger Abstimmung
Stromregelung Vom Benutzer abgestimmt; optionaler Fast Current Loop als Teil des DesignDRIVE Automatische stabile Anfangsabstimmung; Benutzer kann ändern oder anpassen
Geschwindigkeits- und Lageregelung Vom Benutzer abgestimmter oder angepasster PI Vom Benutzer abgestimmter oder angepasster PI (InstaSPIN-FOC)
Bewegungssteuerung Basis, benutzerdefiniert Keiner, benutzerdefiniert

Observer-Vergleich

Der sensorlose Observer ist das wichtigste Merkmal für ein sensorloses FOC-System.

Sliding Mode Observer (SMO)

Der in der Industrie verbreitetste Rotorfluss-Estimator, dessen Implementierung jedoch große Expertise voraussetzt und der in der Praxis etliche Probleme mit sich bringt (Systemstart, niedrige Drehzahl, Drehzahlumkehr, bereits bewegender Rotor usw.)

 

Erweiterter Sliding-Mode-Beobachter (eSMO)

Verbessert Stabilität und Leistung und vereinfacht die Abstimmung, bringt aber ebenfalls viele Herausforderungen mit sich.

FAST™­ Observer

Branchenweit höchste Leistung, setzt keine Expertise und keine Abstimmung voraus und enthält Funktionen und Merkmale, die der Beseitigung der praktischen Herausforderungen dienen. FAST ist nur im On-Chip-ROM ausgewählter Piccolo-Bausteine als Teil unserer InstaSPIN-Lösungen verfügbar.

SMO-DMC-Bibliothek

eSMO-DMC-Bibliothek

FAST™ InstaSPIN-FOC

Motortyp-Estimator

synchron

Vollpol

synchron

Vollpol

Asynchrone & synchrone

(mit Kompensation für Auffälligkeiten)

Estimator-Funktionen Standard

Winkelkompensation für

Filter-Phasenverzögerung

Drehmoment, Flux, Winkel und 0-Phasen-Verzögerung

Geschwindigkeitssignale

Hochgeschwindigkeitswinkelkompensation

Rs online zur Motortemperaturerfassung

Synchronisieren auf sich bereits bewegenden Rotor

Estimator-Motorparameter Datenblatt erforderlich Datenblatt erforderlich

Offline-Parameteridentifikation

Runtime-Überwachung

Analoge Rückkopplung  Vbus, 2-3-Ströme Vbus, 2-3-Ströme Vbus, 3-Phase-Spannungen, 2-3-Ströme
Estimator-Abstimmung Sehr anspruchsvoll Anspruchsvoll Selbsttätige Abstimmung
Estimator für Leistung bei niedriger Drehzahl Durchschnitt Durchschnitt Hervorragend, < 1 Hz möglich
Start Offener Regelkreis, anspruchsvoll Offener Regelkreis, anspruchsvoll

Hervorragend;

Nähert sich dem berechneten Winkel in weniger als einem elektrischen Zyklus an

Geschlossener Regelkreis mit niedriger Drehzahl ca. 20 Hz (typ.) 10 bis 20 Hz (typ.) < 1 Hz möglich
Dynamikleistung Gut, Abstimmung aufwendig Gut, Abstimmung aufwendig Hervorragend
Leistung bei Stillstand Nicht erreicht Nicht erreicht Hervorragend
PWM-Funktionen SVPWM SVPWM mit Totband-Komparator SVPWM-Übermodulation für 100-%-Tastverhältnis
Stromreglerabstimmung Expertise erforderlich Expertise erforderlich Selbstabgestimmt & einstellbar
Drehzahlreglerabstimmung Expertise erforderlich Expertise erforderlich Einfach einstellbar
Highspeed & Feldschwächung Anspruchsvoll Anspruchsvoll, aber die beste Leistung für starke Feldabschwächung Hervorragend, aber reduzierte Leistung bei starker Feldabschwächung aufgrund einer Störung des Motormodells