飞思卡尔DSC电机控制产品方案介绍 - 告别C2000.pdf

飞思卡尔高性价比的飞思卡尔高性价比的飞思卡尔高性价比的飞思卡尔高性价比的DSC电机控电机控电机控电机控 制产品及方案制产品及方案制产品及方案制产品及方案 李唐山 飞思卡尔亚太区微控制器市场经理 External Use TM 飞思卡尔亚太区微控制器市场经理 Oct 2014 简介简介简介简介 电机控制的发展电机控制的发展电机控制的发展电机控制的发展 高能效比高能效比高能效比高能效比 飞思卡尔电机控制高性价比飞思卡尔电机控制高性价比飞思卡尔电机控制高性价比飞思卡尔电机控制高性价比DSC产品特点介绍产品特点介绍产品特点介绍产品特点介绍 PWM ADC Quad Timer TM External Use 1 CrossBar 低功耗低功耗低功耗低功耗 飞思卡尔开发工具简介飞思卡尔开发工具简介飞思卡尔开发工具简介飞思卡尔开发工具简介 FreeMASTER QuickStart 库库库库 飞思卡尔变频方案介绍飞思卡尔变频方案介绍飞思卡尔变频方案介绍飞思卡尔变频方案介绍 白电白电白电白电 步进步进步进步进 伺服伺服伺服伺服 电机控制的发展电机控制的发展电机控制的发展电机控制的发展 高能效高能效高能效高能效比比比比 2011年 我国电机总耗电量约3万亿千瓦时 占总用电量的 64 其中工业领域电机用电量为2 6万亿千瓦时 约占工业用 电的75 从电机系统看 因匹配不合理 调节方式落后等原因 电机系 统运行效率比国外先进水平低10 20 突破高效电机关键设计制造技术和控制技术 开展先进适用技 术应用示范 引导电机企业加强技术研发 提高数字信号处理 能力 加强对电机控制系统进行优化 变频调速技术 高压低压电机系统改造 需要频繁调节流量 如风机 水泵 压缩机等 TM External Use 2 如风机 水泵 压缩机等 由于电动机选择不当 富裕量过大或生产工艺变化 使得电机 的实际工作负荷远小于额定负荷 大约三分之一的电机长期工 作在30 50 的额定负荷 运行效率过低 IEC60034 30 国际标准 GB18613 2012 我国2012版标准 GB18613 2006 我国2006版标准 IE4能效一级 IE3IE3IE3IE3能效二级能效二级能效二级能效二级能效一级能效一级能效一级能效一级 IE2能效三级能效二级 IE1能效三级 飞思卡尔电机控制的多飞思卡尔电机控制的多飞思卡尔电机控制的多飞思卡尔电机控制的多种选择种选择种选择种选择 DSC 高性能电机控制高性能电机控制高性能电机控制高性能电机控制 Position 专用高性能电机控制 Feature 智能化外设 针对电机控制的优化设计 5V兼容 低功耗 Fit For 无传感器FOC 高动态 安静 高性能及优化 MC56F84xxx MC56F827xx 灵活易用灵活易用灵活易用灵活易用 性能强大性能强大性能强大性能强大 ARM电机控制电机控制电机控制电机控制Kinetis V Freescale DSC数字信号处理器 更多内容请点击 TM External Use 3 Position 通用型电机控制 Fit For 带传感器 无传感器 BLDC 基本电机控制基本电机控制基本电机控制基本电机控制 Kinetis E ARM电机控制电机控制电机控制电机控制 Kinetis V Feature 200MHz 单核 双核 浮点运算 USB 以太网 MQX RTOS Fit For 双电机 复杂伺服电机 KV系列系列系列系列 高主频高主频高主频高主频 大存储大存储大存储大存储 接口丰富接口丰富接口丰富接口丰富 KE 5V供电供电供电供电 可靠稳定可靠稳定可靠稳定可靠稳定 TM External Use 4 DSC 产产产产品特点介绍品特点介绍品特点介绍品特点介绍 32位位位位CPU核核核核 低功耗低功耗低功耗低功耗 低成本低成本低成本低成本 高性能高性能高性能高性能 56800E V3 Core 100MHz 8ch 12bit ADCA 1 Quadrature Decoders 256kB Flash 8 ch High Res PWM 3 ACMP 32kB RAM PLL Crystal Oscillators 8Mhz IEC60730B Kinetis Safety Household routines MotorSuite 电机开发套件电机开发套件电机开发套件电机开发套件 TM External Use 34 图形化界面 方便配置 有内置固件 会占用一些MCU资源 提供快速启动软件 让你的电机十分钟内转动起来 MCAT 电机控制应用调音师电机控制应用调音师电机控制应用调音师电机控制应用调音师 基于FreeMASTER的免费免费免费免费GUI图形界面插件工具 可以提供实时监控 并更新控制参数 不提供独立版本 而是作为FreeMASTER的特殊参考设计插件 电机控制工具盒电机控制工具盒电机控制工具盒电机控制工具盒 MATLAB Simulink 模块化环境电机控制插件工具 提供自动代码生成 支持多种编译器 与FreeMASTER兼容 零售价约 8K V D E Approved IEC60730 Class B safety s w routines from Freescale WDOG CPUPC RAM Flash CRC WDOG Test CPU Test PC Test RAM March DSC56F8xxxx TM External Use 35 堆栈堆栈堆栈堆栈 中断中断中断中断 时钟时钟时钟时钟 接口接口接口接口 关键变量关键变量关键变量关键变量 等等等等等等等等 All pieces have been certified by VDE to help accelerate manufacturer development Flash CRC WDOG Test CPU Test PC Test RAM March Kinetis part of them IEC60730下载地址 TM External Use 36 变变变变频方案介绍频方案介绍频方案介绍频方案介绍 三合三合三合三合一空调方案一空调方案一空调方案一空调方案 Sensorless FOC 3Ph Inverter Motor 1 Sensorless FOC 3Ph Inverter Motor 2 PMSM PMSM Interleaved PFC AC Line ControlFeedback ControlFeedback ControlFeedback 压缩机 风机 dc bus 可以向下兼容可以向下兼容可以向下兼容可以向下兼容2in1 选选选选 择更小的芯片择更小的芯片择更小的芯片择更小的芯片 功率功率功率功率1500W 500W 中文技术文档即将发布中文技术文档即将发布中文技术文档即将发布中文技术文档即将发布 单芯片同时控制两个无单芯片同时控制两个无单芯片同时控制两个无单芯片同时控制两个无 位置传感器三相永磁同位置传感器三相永磁同位置传感器三相永磁同位置传感器三相永磁同 步电机步电机步电机步电机 交错式交错式交错式交错式PFC TM External Use 37 Sensorless FOC Control Motor 1 MC56F84xxx Application S W Sensorless FOC Control Motor 2 Interleaved PFC Control Application Control DRM152 基于MC56F84789 DSC单芯片同时控制一个单相PFC和两个无位置传感器的三相永磁同 步电机的空调系统 变频冰箱压缩机方案变频冰箱压缩机方案变频冰箱压缩机方案变频冰箱压缩机方案 可靠启动可靠启动可靠启动可靠启动 无传感器无传感器无传感器无传感器FOC 优越的低功耗优越的低功耗优越的低功耗优越的低功耗 专利弱磁算法专利弱磁算法专利弱磁算法专利弱磁算法 压缩机前馈减震压缩机前馈减震压缩机前馈减震压缩机前馈减震 FSL软件软件软件软件 硬件硬件硬件硬件 大客户成功案例大客户成功案例大客户成功案例大客户成功案例 TM External Use 38 Over Under voltage protection Low frequency rotation 85 110 of rated mains voltage startup Easy to debug and demonstrate using FreeMASTER 弱磁算法弱磁算法弱磁算法弱磁算法 已获专已获专已获专已获专利利利利 omega fbck Id 参考是PI控制器的输出 TM External Use 39 进入弱磁进入弱磁进入弱磁进入弱磁 需要较大的Iq参考 来产生转矩对转子加速 因为Uq的限制 进入弱磁时 实际的Iq会小于参考Iq 且Uq达到限制值 退出弱磁退出弱磁退出弱磁退出弱磁 需要较小的Iq参考来减速 所需的Uq会小于限制值 所以在 退出弱磁时 实际的Iq会等于所需的Iq 且Uq小于限制值 弱磁性能实测曲线弱磁性能实测曲线弱磁性能实测曲线弱磁性能实测曲线 步进电步进电步进电步进电机方案机方案机方案机方案 MC56F844xx KV10 工作电压范围60V 120V DC 工作电流范围0 5A 8A max 电流档位16档 最大转速1000 1400 rpm 细分数256 max 脉冲响应频率200Kpps max 脉冲输入类型单 双脉冲 TM External Use 40 脉冲输入类型单 双脉冲 编码器输入无 光耦隔离输入有 电机类型 两相四线 57 60 86 90 110mm电机 保护功能过压 过流 过热保护 控制方式 全数字式矢量控制 正弦 波电流细分 其他要求低振动 方案发布日程 十一月中 DSC demo 十一月底 DSC中文设计文档 十二月 KV10 demo 3相相相相BLDC PMSM ACIM 电机控电机控电机控电机控制制制制高低压高低压高低压高低压驱动板驱动板驱动板驱动板 用途用途用途用途 电机控制开发 BLDC PMSM ACIM驱动 可以用于电机控制和SMPS应用 特征特征特征特征 输入电压115 230Vac 50 60Hz 输出功率1kW 3相 IGBT逆变桥 过压保护 子板 PCI接口 TM External Use 41 3相 IGBT逆变桥 过压保护 3相和直流母线电流检测 DC bus和BEMF电压检测 电流隔离SCI USB接口 编码器 Hall传感器和 tacho generator接口 DC Brake电阻可以切换 PFC控制信号端子 64脚PCI接口连接器 TWR MC LV3PH 24V 8A Encoder Haller BLDC 无传感器驱动无传感器驱动无传感器驱动无传感器驱动 MC56F8xxx KV10 目标设备目标设备目标设备目标设备 平台平台平台平台 无传感器控制 通用电机库 应用场合应用场合应用场合应用场合 家电 泵 风机 风扇 工业驱动器 TM External Use 42 特点特点特点特点 双向转动 单极性PWM方式 反电动势过零点检测的无传感器控制 带有自动电流整流和限制的闭环速度控制 反电动势多次采样方式 在PWM开启时6us采样 对齐启动 开环启动 PMSM无传无传无传无传感器感器感器感器驱动驱动驱动驱动 MC56F82xxx MC56F82xxx DSC处理器 3相AC BLDC高电压功率板 1相线输入110 230VAC 50 60Hz 使用DQ BEMF观测器和跟踪观测器检测位置 和速度 FreeMASTER调试 初始转子位置检测 电机启动时大扭矩 TM External Use 43 电机启动时大扭矩 弱磁控制 基于C语言的库函数 电流控制环执行时间 55us 速度控制环 带弱磁 执行时