電機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是什么?
電機控制系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出多方面的趨勢。
首先是行業(yè)創(chuàng)新與成本控制,半導(dǎo)體技術(shù)進步,MCU 與驅(qū)動組件普及,高效電機制造技術(shù)提升,新材料和自動控制技術(shù)應(yīng)用,有效降低了電機成本,并推動創(chuàng)新。
其次,F(xiàn)OC 算法崛起,其相比傳統(tǒng)算法能實現(xiàn)更高轉(zhuǎn)矩和效率,降低噪音與轉(zhuǎn)矩脈動,為電機控制帶來新方向。
再者,集成化設(shè)計推動發(fā)展,控制 IC 與驅(qū)動 IC 集成化使電機系統(tǒng)控制板小型化、優(yōu)化,降低成本和資源需求,助力電機小型化緊湊化。
另外,無刷直流電機和永磁同步電機因無需電刷和換向器,更高效可靠,且利用軟件控制算法運行。它們在機械結(jié)構(gòu)上簡單,定子有電磁繞組,轉(zhuǎn)子為永磁體,可根據(jù)需求有不同相數(shù),部分帶有傳感器輔助運行,也有無傳感器依靠數(shù)學(xué)模型的情況。
同時,電機正朝著高效能、小型化、低成本、高兼容性、結(jié)構(gòu)簡單化發(fā)展,催生更多電機控制技術(shù),改變市場趨勢。
在大背景下,傳統(tǒng)電機和控制發(fā)生改變,提出新需求。節(jié)能方面,電機體系節(jié)能是趨勢,變頻器等在多種設(shè)備中大量應(yīng)用,能降低轉(zhuǎn)速和功率,提高電網(wǎng)功率因數(shù),節(jié)約電能,對功率器件要求也增多。
高效方面,電機控制系統(tǒng)不僅是能量裝置,也是信息通道,未來是工廠系統(tǒng)組成和動力監(jiān)控點,如西門子、ABB 電機能采集記錄狀態(tài)并實時傳輸,分布式電機控制系統(tǒng)可提高生產(chǎn)線效率和可靠性,多軸控制應(yīng)用增多,電機控制系統(tǒng)更開放高效,且正集成化和智能化。
集成化方面,現(xiàn)代生產(chǎn)線對分布式電機控制系統(tǒng)需求大,電機控制產(chǎn)品集成化,包括電機、驅(qū)動、控制器等的集成,以及電機系統(tǒng)橫向和縱向集成。集成化對半導(dǎo)體芯片提出高可靠性、簡約設(shè)計等新要求,8 位 MCU 面臨瓶頸,32 位 MCU 應(yīng)用增多。
智能化方面,電機控制向智能化發(fā)展,模糊控制等方式無需精確數(shù)學(xué)建模,魯棒性強,在交直流調(diào)速和伺服系統(tǒng)中效果良好。未來電機控制技術(shù)發(fā)展遵循自動控制理論,計算機技術(shù)升級,滿足多樣化需求,應(yīng)研究智能化數(shù)控產(chǎn)品,探索自動化技術(shù)和電機技術(shù)方向。
近年來,隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展,電機系統(tǒng)智能化趨勢明顯,出現(xiàn)眾多新型電機和控制技術(shù),相關(guān)研討會促進了技術(shù)分享和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。