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　　電機對能耗的貢獻率在美國接近50%，因此降低電機能耗能有效地提高能源利用率，而采用先進(jìn)的微控制器（MCU）技術(shù)來(lái)實(shí)現電機控制是一種有效的方法。本文介紹了最新的電機控制MCU技術(shù)發(fā)展及其應用。

mcu如何實(shí)現節能電機控制

　　降低能耗的一個(gè)主要對象是電機，它消耗了美國總能耗的大約50%。家庭里隨便都可以找到超過(guò)50個(gè)電機，一般會(huì )有70到80個(gè)，在工業(yè)領(lǐng)域，工廠(chǎng)自動(dòng)控制對電機的利用也很廣泛。

　　今天，MCU技術(shù)的最近發(fā)展允許電機能在更低的成本下更高效地運行。在某些市場(chǎng)上，這能加快從機電向電子控制的轉變，從而能實(shí)現變速電機控制以?xún)?yōu)化電機的工作效率，并在器件的層面上降低所有應用的成本。低成本無(wú)刷直流電機控制MCU與經(jīng)常應用在電機控制中的有刷電機相比，MCU控制的無(wú)刷直流（BLDC）電機消除了刷子磨損和弧形機構，這樣電機的壽命本質(zhì)上僅僅受限于軸承的壽命。此外，基于MCU的BLDC電機系統的優(yōu)勢還包括高效率、高轉矩-慣量比、更高的速度性能、低噪聲、更好的熱效率和低EMI特性。

　　利用專(zhuān)門(mén)設計用于電機控制的大批量生產(chǎn)的8位MCU是一種解決數字電機控制問(wèn)題的非常低成本方法。由于具有高達10MIPS的性能和運動(dòng)控制專(zhuān)用硬件（包括中心準直的14位PWM、一個(gè)運動(dòng)反饋模塊以及一個(gè)高速ADC），以前需要很貴處理器的應用現在可以使用低成本的8位MCU解決。

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　　圖1：MCU在洗衣機中的應用實(shí)例

　　8位微控制器驅動(dòng)一個(gè)三相ACIM可變頻驅動(dòng)。

　　某些MCU里的三相PWM控制，如PIC18F4431，可以用硬件提供一個(gè)BLDC的所有三項控制，盡量減少必須開(kāi)發(fā)和調試的軟件。高達8個(gè)可用的PWM通道，通常只需要6個(gè)來(lái)驅動(dòng)三相電機。因此，剩下的兩個(gè)通道可以用作其他功能，而不需要額外的器件。作為MCU的主要部分的帶積分編碼器接口的運動(dòng)反饋模塊減少了器件數量和系統成本。　　具有采樣率為每秒200K的ADC的MCU可提供閉環(huán)控制所必要的速度。兩個(gè)不同通道的同時(shí)采用使得對電壓和電流同時(shí)采樣成為可能。在測量閉環(huán)電機控制中后端電動(dòng)勢（EMF）時(shí)需要這樣的快速轉換，在上升或下降沿使ADC與PWM同步的能力使切換噪聲最小化。總之，這些模塊使得不需要外部電機控制器件，如高速ADC和位置編碼器。　　在很多電機控制應用中，故障安全操作（fail-safe operaTIon）非常重要。帶有故障安全時(shí)鐘監視器（一個(gè)內部RC振蕩器，可以在晶振產(chǎn)生故障的時(shí)候用作備用時(shí)鐘）的MCU使設計工程師可以用能提供高可靠性的數字控制。像在PWM上的可編程停滯時(shí)間（deadTIme）延時(shí)使切換噪聲最小化，可以減少數周的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并滿(mǎn)足關(guān)鍵的程序最終期限要求以使新產(chǎn)品得以面市。在所有的情況下，帶有可靠閃存的MCU提供快速面市的可能，以及在安裝之前或在使用中根據要求變化來(lái)調整的靈活性。市場(chǎng)推動(dòng)因素及解決方案家用電子設備中的電子電機控制要求、工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)促進(jìn)了對具有先進(jìn)的電機控制外設的MCU的需求。

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　　在家電市場(chǎng)部分，需要性能提高的電機控制來(lái)滿(mǎn)足政府規劃標準，例如美國的環(huán)境保護機構的能源之星計劃，該計劃促進(jìn)廠(chǎng)商推出高效能家電。洗衣機是高性能電機控制的一個(gè)重要的領(lǐng)域。直接驅動(dòng)的洗衣機消除了電機軸與洗衣機攪動(dòng)器之間的傳動(dòng)帶，允許不同的速度和攪動(dòng)器模式。

　　一個(gè)生產(chǎn)商的完全重新設計的洗衣機與傳統的洗衣機相比較，減少消耗38%的電量和17%的水。電機控制MCU根據洗衣量和類(lèi)型調整電機的功率。然而，家電用戶(hù)依然對最初的購買(mǎi)價(jià)格很敏感，因此生產(chǎn)商必須不斷降低它們的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本，以使更先進(jìn)的電器能為更多的消費者所接受。

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　　在家電中，專(zhuān)門(mén)為低成本電機控制應用設計的8位MCU集成了能盡量減少額外器件的功能。在電路板上的電機PWM、故障安全時(shí)鐘監視器和高可靠的閃存條件下，最新的MCU簡(jiǎn)化了家電電機控制的設計，能實(shí)現低成本目標。　　在工業(yè)應用中，電力成本和裝配操作的停工時(shí)間會(huì )降低廠(chǎng)商的收益。關(guān)于電機性能提升的控制如何直接影響效率和收益的一個(gè)工業(yè)例子就是：將一個(gè)工業(yè)抽水機中的閥用一個(gè)帶有基于MCU的可變速（VSD）系統替換。　　對于抽水機或風(fēng)扇，功耗與軸的速度立方根成正比，當軸速度降低10%，流量降低10%，功耗降低27%。如果速度降低20%，功耗降低49%。通過(guò)使用MCU可變速電機控制，而不是恒速電機閥來(lái)減少流量，已經(jīng)證明對于工業(yè)應用中的離心抽水機、風(fēng)扇和吹風(fēng)機來(lái)說(shuō)可以得到25-40%的能量節省。　　工業(yè)應用的效益是明顯的，使用MCU驅動(dòng)的變速電機控制依賴(lài)于其他因素，例如靈活性和可靠性——這些因素能避免故障或檢修帶來(lái)的停工。帶有閃存和EEPROM的MCU提供能通過(guò)可再編程特性，在當需要升級或控制程序要求改變的時(shí)候來(lái)解決工業(yè)用戶(hù)要求的靈活性。帶16KB閃存和256B EEPROM的MCU在8位MCU中提供了足夠的存儲器來(lái)處理在工業(yè)環(huán)境中可能需要的很多改變。同樣重要的是，Microchip公司的閃存采用的PMOS電子可擦除的單元處理技術(shù)一般具有數據存儲單元能承受1百萬(wàn)次擦/寫(xiě)循環(huán)，數據可以保持超過(guò)40年的性能。已有的汽車(chē)電機應用包括采用電機來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉車(chē)窗和車(chē)門(mén)，以及定位車(chē)座。由于這些應用的使用頻率很低，因此對低效率并不敏感，但利用率高的應用，例如乘客溫度環(huán)境控制和引擎箱的風(fēng)扇，則不斷地消耗汽車(chē)有限的電能。電機控制MCU使得環(huán)境控制扇只以一個(gè)能保持舒適溫度的速度運轉，這樣使噪聲最小化，并減少功率消耗。

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　　在很多情況下，電機控制MCU必須使用控制區域網(wǎng)絡(luò )（CAN）或本地互連網(wǎng)絡(luò )（LAN）來(lái)連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )。對于車(chē)體電子，現在使用低成本LIN協(xié)議來(lái)減少整體系統成本。在一些MCU系列中，可以發(fā)現一個(gè)支持LIN1.2的USART模塊，同時(shí)提供在起始位的自動(dòng)喚醒和波特檢測（baud detect）。　　隨著(zhù)控制算法在所有細分市場(chǎng)變得越來(lái)越復雜，數字電機控制器的性能從MCU上升到DSP層次。數字信號控制器（DSC）帶來(lái)了更高的性能和價(jià)格可接受的、對設計工程師友好的、MCU技術(shù)用作更成熟的電機控制設計，包括那些具有向量控制的應用。DSC工作速度高達30MIPS，帶有高達144KB的閃存和電機控制專(zhuān)用的集成外設實(shí)現了更先進(jìn)的、新的電機控制應用。采用基于DSP和DSC的電子電機控制，家電產(chǎn)業(yè)控制和汽車(chē)不僅工作效率更高、提供更多功能，而且價(jià)格更可接受。

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YE3電機和YE2電機、YX3電機的區別？
　　由于國內目前Y,Y2，Y3系列電機基本都淘汰,所以YE3超高效節能電機節約能源、降低長(cháng)期運行成本，非常適合紡織、風(fēng)機、水泵、壓縮機使用，靠節電一年可收回電機購置成本；直接啟動(dòng)、或用變頻器調速，可全面更換異步電機；

西安西瑪高壓電機維修的工藝流程簡(jiǎn)單介紹
　　西安西瑪高壓電機生產(chǎn)廠(chǎng)家批量生產(chǎn)電機時(shí)，要購真空浸漆設備，該設備由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家提供。一般修理廠(chǎng)家利用電加熱棒加熱定子至一定溫度后翻轉，定子口朝上進(jìn)行雙面灌漆。

西瑪電機維修在生活中尤為重要。
　　西瑪電機本身如果過(guò)載，欠壓過(guò)壓，都會(huì )引起電機繞組故障。這不僅會(huì )對影響電機的使用效率，也會(huì )對我們的人身安全造成一定的威脅。電機維修在這個(gè)時(shí)候就顯得尤為重要。

西瑪電機為您分析電機軸瓦磨損情況。
　　首先應嚴格按照裝配安裝工藝進(jìn)行工作，用可行的辦法避免軸電壓、變頻等對軸瓦的影響。對于屢次發(fā)生的軸瓦燒磨，應采取機、電聯(lián)動(dòng)的模式予以綜合處理，即成立專(zhuān)門(mén)的項目處理小組，各專(zhuān)業(yè)分別介紹各自的設計運行原理，定期互通交流，以做到真正專(zhuān)業(yè)共享。

變頻電機控制系統的組成與原理，變頻電機的轉動(dòng)慣量測量
　　隨著(zhù)電力電子技術(shù)及新型半導體器件的迅速發(fā)展，交流調速技術(shù)得到不斷的完善和提高，逐步完善的變頻器以其良好的輸出波形、優(yōu)異的性能價(jià)格比在交流電機上得到廣泛應用。

JR系列西瑪電機過(guò)熱的解決方法
　　JR系列西瑪電機運行中出現轉子過(guò)熱，使電動(dòng)機溫升過(guò)高。經(jīng)檢測發(fā)現部分并頭套虛焊，繞組三根引線(xiàn)與集電環(huán)引線(xiàn)連接松動(dòng)。抽出轉子，檢查所有虛假焊處，一一焊牢和包扎好絕緣。測量直流電阻合格，經(jīng)此次修理，電動(dòng)機運行4 年之久無(wú)異常。

西瑪電機為您解析伺服電機慣量問(wèn)題
　　在伺服系統選型時(shí)，除考慮電機的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計算得知機械系統換算到電機軸的慣量，再根據機械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)具體選擇具有合適慣量大小的電機；下面西安西瑪電機技術(shù)人員為您解析伺服電機慣量問(wèn)題。

空壓機異步電動(dòng)機相對傳統永磁電機的優(yōu)點(diǎn)
　　西安西瑪電機異步電動(dòng)機這種電機動(dòng)力系統具有重量輕、效率高及結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。永磁電動(dòng)機是同步電動(dòng)機。其轉子使用永磁體，定子產(chǎn)生電磁轉矩來(lái)推動(dòng)轉子的磁場(chǎng)圍繞軸心線(xiàn)進(jìn)行旋轉，定子和轉子的磁場(chǎng)是同步的。

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