xiyijihebingxiangdengjiadianzhizaoshangdoumianlinzhetigaochanpinxingnengyugongnengdeyali，tongshihaiyaojiangdizhengtinenghao。shejizheyaomanzuzhexiesihuxianghumaodundemubiao
，tongshibuhuizhaozhimingxiandechengbensunshi，guanjianshishiyongzhenduikongzhijiadianzhongzhongdengguimodianjidexinjishu。shishishang
，caiyongzuixindejichengyunzhuankongzhipingtai，shejizheshenzhinenggouweizijideshejixuanzejiaoxiaohejiaodichengbendedianji，erbuhuixishengzuizhongdexingneng。


家電電機控製

jiaoliuganyingdianjishiduoshujiadianyingyongzhongdianjideshouxuanmubiao。zhezhuyaoshiyouyutamenkeyizhijieyongjiaoliudianyunxing
，erwuxuzengjiakongzhidianluhuozitaifankuichuanganqi。liru，bingxiangzhongdechuantongjiadiankongzhiqishiyigejiandandianlu
，tadingqizhixingyasuojidekaijihetingji，yibaochimubiaoquyudewendu。

當係統開始運行時，壓縮機就連續運轉。一旦溫度到達了目標區，壓縮機便以低占空比運轉。當係統以低的開/關占空比運轉時
，壓縮機在大部分時間裏都偏離最高效的工作點。改變壓縮機的轉速來匹配製冷負荷，可以減少 40% 的能耗，因為製冷係統能夠以更高占空比運行。

采用三相PM（永磁）電機，並將電機控製在變速運行狀態，就能進一步改進家電的效率。這類電機效率通常可高達 90%
，與之相比，傳統的單相感應電機的效率為 70%。同時，這類電機還可以簡化速度控製和轉矩控製。

另ling外wai，由you於yu有you更geng高gao的de效xiao率lv

，就jiu可ke以yi采cai用yong較jiao小xiao的de電dian機ji
，因yin此ci降jiang低di了le單dan位wei成cheng本ben，更geng容rong易yi做zuo機ji械xie設she計ji。顯xian然ran，從cong這zhe些xie電dian機ji獲huo取qu最zui大da利li益yi的de關guan鍵jian就jiu有you賴lai於yu驅qu動dong方fang法fa的de選xuan擇ze。要yao準zhun確que而er高gao效xiao地di驅qu動dong冰bing箱xiang或huo洗xi衣yi機ji等deng家jia電dian中zhong的de變bian速su電dian機ji，重zhong要yao的de是shi能neng夠gou獲huo得de轉zhuan子zi姿zi態tai的de信xin息xi。最zui顯xian而er易yi見jian的de方fang式shi是shi采cai用yong附fu加jia的de檢jian測ce元yuan件jian。但dan是shi，這zhe會hui同tong時shi影ying響xiang可ke靠kao性xing和he成cheng本ben
，實shi際ji上shang是shi不bu現xian實shi的de方fang法fa。因yin此ci
，設she計ji者zhe正zheng在zai尋xun找zhao無wu傳chuan感gan器qi技ji術shu。

無傳感器的變速電機控製

由於電機控製技術的進步
，現在無需姿態傳感器也能實現高效率的三相PM電機交流傳動。圖1是這類係統的一個實例。圖中，右側是三相電源逆變器，它控製著從直流電源進入PM電機繞組的電流

，同時空間矢量PWM單(dan)元(yuan)是(shi)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)計(ji)算(suan)時(shi)序(xu)信(xin)號(hao)，然(ran)後(hou)由(you)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)為(wei)電(dian)機(ji)提(ti)供(gong)三(san)相(xiang)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)壓(ya)。低(di)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)與(yu)連(lian)接(jie)到(dao)高(gao)電(dian)壓(ya)直(zhi)流(liu)總(zong)線(xian)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)之(zhi)間(jian)的(de)接(jie)口(kou)是(shi)一(yi)個(ge) HVIC（高壓柵極驅動 IC）。

這些 IC 比分立的柵極驅動電路或普通光電耦合、脈衝變壓器方案更強健和精致。最新的 HVIC 技術采用先進的混合信號半導體工藝，結合了低電壓輸入能力與高電壓驅動輸出和大量板載功能。


如圖 1 所示，控製電路的關鍵是需要實現一個磁場定向控製（FOC）算法。這種算法通常用於工業傳動係統中
，它計算提供所需速度和轉矩的電機電壓與電流，有最高的電機效率。

FOC 采用向量變換
，將交流電機繞組的電流分解成兩個用於驅動電機磁鏈和轉矩的“準直流”（quasi DC）電流分量。這種變換包括作為轉子磁鏈角函數的一個向量旋轉（e-jq），以取得與轉子磁鏈相配合的一個電流分量（ID）；還有一個產生電機轉矩的正交分量（IQ）。

電流反饋控製回路計算出兩個“準直流”的電壓分量VD和VQ

，用於保持目標轉矩和磁鏈。第二個向量旋轉為脈衝寬度調製器計算出交流電壓基準。FOC算法的優勢在於
，電機轉矩是IQ基準的一個線性函數，它產生一個簡單的線性速度控製規則。在PM電機情況下，控製器將磁鏈電流分量（ID）保持為零，從而實現運動係統效率的最大化。

采用這種算法的一個主要優點是，控製器能夠通過測量逆變器直流鏈接（隻用一個直流鏈接分流器為電機提供電流）中的電流，計算出轉子的位置。

估計轉子位置

使(shi)用(yong)轉(zhuan)子(zi)角(jiao)評(ping)估(gu)器(qi)電(dian)路(lu)
，通(tong)過(guo)下(xia)麵(mian)的(de)電(dian)機(ji)繞(rao)組(zu)電(dian)路(lu)方(fang)程(cheng)，支(zhi)持(chi)無(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)轉(zhuan)子(zi)姿(zi)態(tai)反(fan)饋(kui)。三(san)相(xiang)至(zhi)兩(liang)相(xiang)的(de)變(bian)換(huan)簡(jian)化(hua)了(le)計(ji)算(suan)
，並(bing)得(de)到(dao)兩(liang)個(ge)關(guan)係(xi)，分(fen)別(bie)是(shi)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)角(jiao)的(de)正(zheng)弦(xian)函(han)數(shu)和(he)餘(yu)弦(xian)函(han)數(shu)。



解(jie)出(chu)這(zhe)些(xie)方(fang)程(cheng)即(ji)得(de)到(dao)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)壓(ya)的(de)正(zheng)弦(xian)函(han)數(shu)和(he)餘(yu)弦(xian)函(han)數(shu)。反(fan)正(zheng)切(qie)計(ji)算(suan)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)轉(zhuan)子(zi)角(jiao)，但(dan)基(ji)於(yu)以(yi)下(xia)誤(wu)差(cha)函(han)數(shu)的(de)鎖(suo)相(xiang)環(huan)方(fang)法(fa)更(geng)為(wei)強(qiang)大(da)

，它(ta)能(neng)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)副(fu)產(chan)品(pin)，即(ji)過(guo)濾(lv)的(de)速(su)度(du)測(ce)量(liang)法(fa)。



控kong製zhi器qi通tong過guo對dui直zhi流liu鏈lian並bing聯lian電dian阻zu上shang的de采cai樣yang電dian流liu以yi及ji功gong率lv逆ni變bian器qi開kai關guan的de時shi序xu作zuo同tong步bu，重zhong建jian電dian機ji的de相xiang電dian流liu。如ru前qian所suo述shu
，上shang述shu方fang法fa的de一yi個ge顯xian著zhu優you點dian是shi電dian機ji反fan饋kui信xin號hao取qu自zi單dan個ge直zhi流liu並bing聯lian電dian阻zu，因yin此ci無wu需xu使shi用yong姿zi態tai傳chuan感gan器qi或huo隔ge離li式shi電dian流liu傳chuan感gan器qi。於yu是shi就jiu獲huo得de了le對dui家jia電dianPM交流電機具有成本效益的控製方法，大大提高了效率和性能。
實現無傳感器控製

雖然上述方法為電機控製提供了一種可靠
、準確的方法，但它們也給設計工程師帶來了一個重大挑戰，尤其是在建立軟件編碼時。基於這個原因，國際整流器公司開發了iMOTION平台概念，它包含針對各種應用領域的集成電機控製係統，如家電。

iMOTION平台概念的核心是專用的運轉控製IC。這些 IC在單隻芯片內包含了兩個計算引擎

，如圖 2 所示。第一個是運轉控製引擎（MCE）
，它包含了PM電機無傳感器控製所需的全部代碼；第二個是一隻8位高速微控製器。MCE包bao括kuo一yi係xi列lie硬ying件jian實shi現xian的de控kong製zhi元yuan件jian，設she計ji者zhe可ke以yi作zuo適shi當dang配pei置zhi，建jian立li針zhen對dui特te定ding應ying用yong的de運yun轉zhuan控kong製zhi算suan法fa。配pei置zhi工gong作zuo通tong過guo一yi個ge簡jian單dan易yi用yong的de圖tu形xing化hua編bian譯yi器qi完wan成cheng。

MCE中提供了FOC算法的關鍵部分，作為完整的預定控製塊。IC還包括一個ADC以及相應的算法
，完全支持單一並聯電流重建。有了MCE處理運轉控製，8051微控製器就能自由地運行家電應用軟件，包括排序、用戶界麵
、主機通信以及較高層的控製任務。MCE和8051MCU共同訪問雙口RAM
，允許共享目標速度等設置點，並可在軟件控製下作調整。

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