נכון לעכשיו, בין אם בתחומי אוטומציה תעשייתית, תעשיית הרכב או מכשירי חשמל ביתיים, שווקי קצה שונים מציבים דרישות גבוהות יותר לביצועי הבקרה של מנועי BLDC. לא רק ששווקים אלו דורשים מנועים לספק יעילות גבוהה ויכולות שליטה רב-תכליתיות, אלא הם גם דורשים ממנועים להשיג רעש נמוך ורעידות נמוכות תוך שהם פועלים במהירויות גבוהות.
בתוך תקני הביצועים המתגברים-המתגברים, צצים מספר גדל והולך של-שבבי בקרת מנוע BLDC בעלי ביצועים גבוהים, המונעים על ידי שני גורמים מרכזיים: ביקוש גבוה בשוק ודרישות ביצועים מחמירות.
יצרנים מקומיים רבים השיקו ברציפות שבבי נהג מנוע של BLDC ופתרונות. מבחינת ביצועים, מוצרים אלה עומדים בקנה אחד עם אלה של יצרנים בינלאומיים, מציעים תמורה טובה יותר לכסף, ומספקים ללקוחות תמיכה טכנית יותר בזמן.
בהסתכלות על שוק שבבי ה-BLDC המקומי, FOC כמעט הפך לסטנדרט; בהתבסס על היישום של FOC, היצרנים משלבים תצורות היקפיות יותר כדי להשיג יתרון תחרותי.
מה זה FOC?
FOC (בקרת שדה-מכוונת), המכונה גם בקרת וקטור, היא כיום הבחירה הטובה ביותר לשליטה יעילה במנועי DC ללא מברשות (BLDC) ומנועים סינכרוניים מגנט קבוע (PMSM).
FOC שולט במדויק על גודל וכיוון השדה המגנטי, וכתוצאה מכך מומנט מנוע חלק, רעש נמוך, יעילות גבוהה ותגובה דינמית מהירה. הוא מחליף בהדרגה את שיטות הבקרה המסורתיות ביישומים רבים וזכה לתשומת לב משמעותית בתעשיית בקרת התנועה.
עקרונות של FOC
בקרת FOC דורשת בעיקר מידע כגון מיקום רוטור המנוע, מהירות המנוע וגודל הזרם ככניסות משוב. זה כרוך ברכישת זרמי הפאזה המנועית ויישום סדרה של טרנספורמציות מתמטיות ואלגוריתמי אומדן כדי להשיג כמויות משוב מנותקות וניתנות לשליטה בקלות.
הבקר מתכוונן באופן דינמי על סמך השגיאה בין כמויות המשוב וערכי היעד, ובסופו של דבר מוציא צורת גל סינוסואידית תלת-פאזית כדי להניע את המנוע.
תרשים בלוקים טיפוסי של FOC Control
חיישן-FOC מבוסס / FOC ללא חיישן
עבור FOC מבוסס-חיישנים, השליטה היא פשוטה מכיוון שהמקודד מספק משוב על מיקום רוטור המנוע; עם זאת, לעתים קרובות זה דורש ביצועי שליטה גבוהים יותר.
עבור FOC ללא חיישנים, תהליך הבקרה דורש איסוף של זרמי הפאזה של המנוע ושימוש באלגוריתמים של הערכת מיקום כדי לחשב את מיקום הרוטור, מה שהופך אותו למאתגר יותר לשליטה.
עם זאת, הוא כולל חיווט פשוט, עלות נמוכה ואמינות גבוהה, ויכול למקסם יעדי שליטה כגון יעילות גבוהה, רטט נמוך, רעש נמוך ומהירות תגובה גבוהה. כתוצאה מכך, הוא הפך בהדרגה לטרנד המיינסטרים בתעשייה ונמצא בשימוש נרחב ביישומים כמו מאווררים.
בניגוד למתחרים בתעשייה, שבדרך כלל מיישמים אלגוריתמי בקרת מנוע באמצעות תכנות תוכנה על-שבבים למטרות כלליות (בעיקר מבוססי ARM-), טכנולוגיית Xinren משלבת ביעילות את עיצוב שבבים, ארכיטקטורת הנעה מנוע וטכנולוגיית מנוע ברמה הארכיטקטונית הבסיסית. על ידי אימוץ גישה טכנית המטמעת אלגוריתמים בחומרה, החברה מיישמת אלגוריתמים מורכבים לבקרת כונן מנוע ברמת ארכיטקטורת השבבים, וכתוצאה מכך ME-ליבת מעבד בקרת כונן מנוע עם קניין רוחני קנייני.
תרחישי יישום טכניים
תרחישי היישום כוללים מנועי BLDC/PMSM ללא חיישנים/חיישנים, מנועי אינדוקציה תלת-פאזיים/חד פאזיים, מנועי סרוו, קולטי אדים, מזגנים פנימיים, מאווררי תקרה, מאווררי רצפה, שואבי אבק, מייבשי שיער, מאווררים תעשייתיים, משאבות מים, מדחסים וכלים חשמליים, כלי רכב חשמליים.
נכון לעכשיו, המגמה בתעשייה לאינטגרציה גבוהה של-שבב יחיד ובקרת FOC נטולת חיישנים במגזר ההנעה ושבבי הבקרה של מנוע BLDC כבר ברורה מאוד. עבור יצרני הכוננים והבקרה של BLDC, השגת פריצות דרך ביעילות גבוהה, צריכת חשמל נמוכה ויציבות בתוך הזדמנות צמיחה זו בשוק תהיה המפתח לזכייה בנתח שוק.