InstaSPIN在马达控制中的应用
低速高扭矩马达的工作原理与应用
低速高扭矩马达的工作原理与应用马达是现代工业和家庭生活中不可或缺的设备，它们广泛应用于各种机械设备中。
而低速高扭矩马达是一种特殊类型的马达，它具有独特的工作原理和广泛的应用领域。
一、低速高扭矩马达的工作原理低速高扭矩马达的工作原理主要涉及四个关键要素：电磁场、电流、磁场和运动。
1. 电磁场：低速高扭矩马达中的电磁场是通过电流流过导磁线圈产生的。
当电流通过导磁线圈时，会在马达内部产生一个磁场。
2. 电流：低速高扭矩马达中的电流是通过电源供应的，可以通过控制电源的电流来控制马达的工作速度和扭矩。
3. 磁场：低速高扭矩马达中的磁场主要由强磁性永磁体提供。
磁场与电磁场相互作用，使得马达能够转动。
4. 运动：低速高扭矩马达通过上述三个要素的相互作用，将电能转化为机械能。
马达的转动可以通过输出轴传递给其他机械设备，从而实现各种功能。
二、低速高扭矩马达的应用低速高扭矩马达广泛应用于许多领域，包括工业、汽车、家电和机械等。
以下是几个常见的应用领域：1. 工业应用：低速高扭矩马达常用于工业机械设备中的旋转部件，如机床、钻孔机、搅拌器等。
由于其高扭矩能力，能够提供足够的动力来驱动这些设备。
2. 汽车应用：汽车中的电动窗、座椅调节器和天窗等部件通常采用低速高扭矩马达。
这些马达可以提供足够的扭矩来实现顺畅的运动，同时低速运行也可以提高马达的寿命。
3. 家电应用：低速高扭矩马达在家用洗衣机、风扇和抽油烟机等家电中得到广泛应用。
它们能够提供足够的扭矩来推动转动部件，并且低速运行可以减少噪音和能源消耗。
4. 机械应用：低速高扭矩马达也被广泛应用于机械传动装置，如减速器和行星齿轮箱。
这些装置能够提供更高的转矩，并将低速高扭矩的马达输出转化为适合其他设备使用的转速和扭矩。
三、低速高扭矩马达的优势低速高扭矩马达具有许多优点，使其在不同的应用中受到广泛的青睐。
1. 高扭矩：低速高扭矩马达能够提供很高的输出扭矩，使得它们适用于需要大功率输出的应用。
InstaSPIN-FOC电机解决方案突破传统电机控制技术
InstaSPIN-FOC电机解决方案突破传统电机控制技术有关调研数据显示，在电机驱动型系统中，电机功耗往往占总功耗的45%。
为了实现高可靠性、低成本和高效率，业界正从有刷向三相无刷电机以及有传感器向无传感器转型，市场亟需无传感器磁场定向控制技术(FOC)。
德州仪器(TI)MCU 业务拓展经理吴健鸿告诉记者，虽然无传感器FOC(磁场定向控制)电机技术可带来许多系统优势，许多行业都因缺乏电机控制系统知识而不得不延迟采用和推广这些技术。
针对上述问题，TI 日前推出最新InstaSPIN-FOC 电机控制解决方案，可帮助电机控制系统设计人员在5 分钟乃至更短的时间内识别、调节并通过可变速度及负载全面控制任何类型的三相同步或异步电机，无需花费数周乃至数月的时间来调节电机控制系统，从而可集中精力进行差异化设计。
这种新型技术不仅无需机械电机转子传感器，降低了系统成本，而且还可通过嵌入在TI32 位C2000 Piccolo 微控制器上只读存储器(ROM)中的最新软件编码器(无传感器观察器)算法FAST(通量、角度、速度和转矩)来改进工作。
吴健鸿介绍说，InstaSPIN-FOC 技术的特性与优势主要体现在，一是设计时间能缩短数月：由于识别和控制调节几乎是全自动的，因此设计人员可在全电机转矩的基础上为其产品功能实现差异化。
二是接近编码器性能：采用嵌入式片上FAST 观察器算法对各种使用条件下的通量、角度、速度和转矩进行可靠、稳健估算。
有了准确的无传感器“估算器”，大多数情况下无需物理编码器。
三是支持所有三相电机：在同一解决方案中可支持同步(BLDC、SPM 与IPM)和异步(ACI)三相电机。
四是具有识别与调节功能：离线电机调试可识别所需的电机电气参数，调节FAST 算法，并初始化电流控制器，从而可确保稳定的工作此外，还提供可选在线电阻再评估模式，可在最恶劣条件下跟踪高稳健观察器。
InstaSPIN-MOTION
日前，德州仪器(TI) 宣布推出最新InstaSPIN-MO TI ON 电机控制解决方案，终于将系统设计人员从有限的工作范围及耗时的调试流程中解放出来。
InstaSPIN-MO TI ON 是一款综合而全面的转矩、速度及运动控制软件解决方案，能够以最高效率实现稳健的系统性能，充分满足以不同运动状态转变工作的电机应用需求。
该产品基于TI InstaSPIN-FOC 电机控制解决方案，采用独特设计，不但可优化复杂的运动排序，而且只需调整单个参数，就可在不同工作范围内以无与伦比的高精度跟踪所需轨迹。
它是实现优化无传感器电机控制的最便捷最高效方法。
TI 今年早些时候发布的InstaSPIN-FOC 解决方案可利用FAST高级软件传感器实现转子磁通测量，可在磁场定向控制(FOC) 转矩控制器中提供电机识别、自动电流控制调整以及无传感器反馈功能，并可加速高效无传感器可变负载三相位电机解决方案的部署。
InstaSPIN-MOTION 进一步改进电机性能，缩短开发时间InstaSPIN-MOTION 新增更多电机控制功能，支持更多片上专业技术。
InstaSPIN-MOTION 的核心算法嵌入在TI 32 位C2000 Piccolo 微控制器(MCU) 的只读存储器(ROM) 中，集成LineStream Technologies 的多款SpinTAC 组件，从而支持优化运动配置文件、单个参数调整以及抗干扰控制器，可在各种变化速度与负载中加速开发，提高性能。
InstaSPIN-MOTION 可配合传感器反馈工作，也可配合配套提供的无传感器InstaSPIN-FOC 解决方案工作。
InstaSPIN-MOTION 的特性与优势：消除传统电机系统的运动控制挑战：InstaSPIN-MOTION 无需采用较陈旧的低效率设计方法。
例如，采用其它方法定义电机所需的运动往往需要过度简单的不灵活轨迹，带来机械应力。
手动编写代码并具有繁重计算的轨迹会占用宝贵的存储器空间。
TI TIDA-00916民用无人机电子速度控制(ESC)参考设计
TI公司的TIDA-00916是用于无人驾驶飞机电子速度控制(ESC)的无传感器高速磁场定向控制(FOC)参考设计,提供最好的FOC算法,以达到更长的飞行时间,更好的动态范围,更高的集成度,更小的板尺寸和更少的BOM元件.采用3颗LiPo电池速度高达12000RPM.主要用在无人驾驶飞机和UAV,高速马达和电池动力的电动工具.本文介绍了参考设计TIDA-00916主要特性,框图,无人驾驶飞机系统主要指标以及电路图和材料清单.ESC modules are important subsystems for non-military drones andusers demanding more efficient models that provide longer flight timesand higher dynamic behavior with smoother and more stable performance. This design implements an Electronic Speed Controller (ESC) commonlyused for unmanned aerial vehicles (UAV) or drones.The speed control is done sensorless, and the motor has been tested up to 1.2 kHz electrical frequency (12kRPM with a 6 pole pair motor), using FOC speed control. Our high-speed sensorless-FOC reference design for Drone ESCs provides best-in-class FOC algorithm implementation toachieve longer flight time, better dynamic performance and higherintegration, resulting smaller board size and fewer BOM components.Sensorless high speed FOC control using TI’s FAST™ software observerleveraging InstaSPIN-Motion™ C2000™ LaunchPad and DRV8305BoosterPack.图1:无人驾驭飞机示意图参考设计TIDA-00916主要特性:InstaSPIN-FOC™ sensorless FOC achieves highest dynamic performance. Tested up to 12,000 RPM with 3 LiPo cellsHigh dynamic performance: 1 kRPM to 10 kRPM (electrical frequency 100 Hz to 1 kHz) speed in <0.2 s to provide high performance yaw and pitch movementFast speed reversal capability for roll movementLonger flight time due to improved efficiency of FOC over blockcommutationHigher PWM switching frequency, tested up to 60 kHz to reducecurrent/torque ripple with low inductance / high-speed motors, and to avoid interference with ultrasonic sensorsTI TIDA－00916民用无人机电子速度控制(ESC)参考设计Fast time-to market due to InstaSPIN-FOC’s automatic motor parameter identification: auto-tuning sensorless FOC solutionMotor temperature estimation from winding resistance changes to protect motor from damage during temporary overload conditions参考设计TIDA-00916应用:Drones and UAVs High-Speed MotorsBattery-Operated Power Tools图2:参考设计TIDA-00916完整系统外形图(顶视图)图3:LaunchPad 板外形图(顶视图)图4:无人驾驶飞机电子速度控制(ESC)框图图5:无人驾驶飞机系统模块图无人驾驶飞机系统主要指标:图7:LAUNCHXL-F28069M电路图(2)图8:LAUNCHXL-F28069M电路图(3)图9:LAUNCHXL-F28069M电路图(4)图UNCHXL-F28069M电路图(5))图UNCHXL-F28069M电路图(6)图12:LAUNCHXL-F28069M电路图(7)图13:MDBU003A电路图。
采用FAST算法的InstaSPIN-FOC电机控制解决方案
103产业聚焦Industry Spotlight 2013.4责任编辑：薛士然日前，德州仪器 (TI) 宣布推出最新 InstaSPIN-FOC （磁场定向控制）解决方案，其可帮助电机控制系统设计人员在 5 分钟乃至更短的时间内识别、调节并通过可变速度及负载全面控制任何类型的三相同步或异步电机。
德州仪器半导本技术（上海）有限公司MCU 业务发展经理庞金鹏表示，在传统 FOC 电机设计中，采用转子传感器既会增加成本（需要传感器、电源、特殊布线与连接器、安装以及维护），还可能会降低可靠性（恶劣条件下性能退化、出现电气噪声、容易受温度和湿度影响），从而采用FAST算法的InstaSPIN-FOC电机控制解决方案对系统造成不利影响。
这种新型技术不仅无需机械电机转子传感器，可降低系统成本，而且还可通过嵌入在 TI 32 位 Piccolo 微控制器上只读存储器 (ROM) 中的最新软件编码器FAST 算法）来改进工作。
同时，虽然无传感器 FOC 电机技术可带来许多系统优势，但许多行业都因缺乏电机控制系统知识而不得不延迟采用和推广这些技术。
InstaSPIN-FOC 不但可帮助设计人员简化开发，降低系统成本与复杂性，即便是电机控制经验有限的设计人员也能游刃有余，而且还可实现出色的解决方案，提高所有可变速度及负载电机应用中的电机效率、性能与可靠性。
该方案突出的优点就是具有识别和调节能力，离线电机调试可识别所需的电机电气参数，调节 FAST 算法，并初始化电流控制器，从而可确保稳定的工作。
此外，还提供可选在线电阻再评估模式，其可在最恶劣条件下跟踪高稳健观察器性能的变化。
(于寅虎)更多电机控制资料请参考：高效节能电控制解决方案资料大全：/topic/show/id/41作为世界上增长最快的智能电表市场之一， Pike Research 咨询公司的最新报告显示，中国智能电表的安装数量将从2012年的1.39亿台增长到2020年的3.77亿台。
基于Instaspin-Foc电机参数辨识解决方案
基于Instaspin-Foc电机参数辨识解决方案刘文龙【摘要】Instaspin-Foc是TI(德州仪器半导体公司)提供的一种简易电机矢量驱动和参数辨识方案,该方案检测电机参数时经常会遇到电机参数检测异常的问题,本文主要针对调试时遇到的电机参数辨识异常因素进行分析并提供参数的计算方法.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P46-47)【关键词】Instaspin-Foc;辨识;采样【作者】刘文龙【作者单位】珠海格力电气股份有限公司广东珠海519070【正文语种】中文Instaspin-Foc是TI特有的无位置传感器通用永磁同步电机驱动解决方案，其中包含FAST观测器，FAST高级软件观测器是被用于BLDC 和PMSM的电机参数的辨识，其中包括离线辨识永磁同步电机的电阻R、电感Ls、定子磁链（Flux）等参数，可在线软件观测电机的转速，转子位置和电阻及磁链信息，该算法中还包含转矩环自动整定，自动磁场弱磁控制及母线电压过调制高级控制技术。
在使用该方案进行电机参数辨识和驱动时，要求电路采用特殊的设计方案，有别于通用的方波或是正弦波永磁电机驱动电路的拓扑，在采样环节增加对电机相电压、母线电压和频率的采样，需对硬件电路按要求设计才可以保证辨识的准确性，同时需要对软件中进行相应的设置来达到匹配参数的目的。
Instaspin-Foc算法对硬件采样部分要求与常规的FOC有一定区别，在Instaspin-Foc完全算法中要求采集三路电流（Ia，Ib，Ic）和四路电压（Va，Vb，Vc，Vdc），以便完成他整个估算算法，设计的电路如图1。
这里比较重要的参数包括，电压采样电路的Rvu，Rvl，Cv，和电流采样电路中Rs和G（运放的放大倍数）及运放的输入方向，即电流增大的方向与调理后电压的方向一致还是相反，都要记录并与软件设置相符。
通过上面几个硬件参数可以确定几个采样的参数，电压采样范围，电流采样范围和电压滤波截止频率，这几个参数需要对应软件中的相应参数，才能比较准确的反馈电机的电流和电压，用于电机参数的辨识。
TI DRV8305-Q1汽车三相BLDC栅极驱动方案
DRV8305-Q1器件是一款面向三相马达驱动应用的栅极驱动器IC。
该器件提供3个高精度半桥驱动器，每个均能驱动高边和低边N沟道MOSFET。
电荷泵驱动器支持100%占空比和低压操作。
该器件能够忍受高达45-V的负载突降电压。
DRV8305-Q1器件包含3个双向分流放大器，实现了精确的低边电流测量，支持可变增益设置和可调偏移参考。
DRV8305-Q1器件具有集成式稳压器，符合MCU或其他系统的功耗要求。
稳压器可直接与LIN物理接口相连，实现了低系统待机和休眠电流。
切换到防止电流击穿时，栅极驱动器采用自动信号交换。
准确检测高边和低边MOSFET的VDS，保护外部MOSFET免遭过流条件的伤害。
SPI提供详细的故障报告、诊断和器件配置，例如分流放大器的增益选项、单个MOSFET过流检测和栅极驱动器转换速率控制。
器件选项•DRV8305NQ：1级，具有参考电压•DRV83053Q：1级，具有3.3V、50mA LDO•DRV83055Q：1级，具有5V、50mA LDO•DRV8305NE：0级，具有参考电压DRV8305-Q1主要特性•通过了AEC-Q100汽车应用认证•环境工作温度范围：0（E）级温度：–40℃~150℃1（Q）级温度：–40℃~125℃工作电压范围：4.4V~45V•1.25A和1A峰值栅极驱动电流•智能栅极驱动架构（IDRIVE和TDRIVE）•可编程高、低边转换速率控制图1 DRV8305-Q1功能框图TI DRV8305-Q1汽车三相BLDC栅极驱动方案•用于实现100%占空比的电荷泵栅极驱动器•3个集成式分流放大器•集成式50mA LDO（3.3V和5V选项）•3PWM或6PWM输入控制，频率高达200kHz•单PWM模式换向功能•用于实现器件设置和故障报告的串行外设接口（SPI）•热增强型48引脚HTQFP•保护特性：故障诊断和MCU看门狗可编程死区时间控制MOSFET击穿预防MOSFET VDS过流监视器栅极驱动器故障检测电池反接保护支持跛行回家模式支持过热警报与关断DRV8305-Q1应用•三相BLDC和PMSM马达•汽车燃料泵和水泵•汽车风扇和鼓风机DRV8305-Q1 EVM汽车三相马达栅极驱动评估模块DRV8305-Q1EVM评估模块（EVM）是一款基于DRV8305-Q1汽车马达栅极驱动器、TMS320F28027马达控制微控制器和CSD18540Q5B NexFET™功率MOSFET的4.4V~45V、 25A三相马达驱动与控制系统。
铭创电子带你学控制系列视频教程
InstaSPIN无刷电机驱动控制教程入门篇---课表
淘宝店铺：铭创电机驱动
QQ技术群：600392479
InstaSPIN无刷电机驱动控制教程入门篇课程简介：手把手教你入门InstaSPIN-FOC技术， 深入理解无刷电机无传感器FOC技术原理，帮你制作自己的第一套FOC电调。
b user guide。 2.速度环PI参数整定。
第八课
b user guide---lab05h 利用阶跃响应法进行速度环参数整定 2.利用阶跃响应法速度环PI参数整定。
第九课
实时辨识电机电阻
实时检测电机电阻。
第十课
运行弱磁控制
弱磁控制学习。
第十一课
运行过调制
过调制学习。
第十二课
第课
小电感电机的参数辨识
详细讲解小电感电机的参数辨识方法
第五课
电机驱动板的硬件参数校准
1. 驱动板硬件参数校准原理。 2. 校准参数保存到user.h 。
第六课
Instaspin运行于电流环模式
b user guide---lab004/5a。 2.电流环PI参数整定。
第七课
Instaspin运行于速度环模式
第二课 开始你的第一个InstaSPIN-FOC项目 launchpad-28027F+launchpad-28069M闪烁灯程序
InstaSPIN-FOC user guide
第三课
电机参数辨识
b02b Motor ID 流程图。 er.h参数含义简介。 3.优化user.h 参数配置，准确辨识电机参数。
课次 第一课
课程名称 InstaSPIN-FOC 技术简介
Instaspin指导1-ccsv5使用
InstaSpin 电机控制入门指导—CCSV5的使用Instaspin qq群: 335663930 Instaspin-Foc是TI推出适用于无传感电机的矢量控制技术，该方案内置电机参数识别功能，能够让工程师花费很少的时间就能实现三相同步或者异步无传感器电机的控制。
Motorware 软件是专门为InstaSpin设计的，里面包含了FOC 和Motion的程序例子、驱动库和相关的文档说明。
把motorware里的程序导入到CCSV5里面，我们这里选择2805xF的hvkit_rev1p1(高压套件版本)程序：点击Project--->Import Existing CCS······出现下面窗口点击Browse，选择相关项目的目录路径：路径确认之后会出现下面窗口：选择需要的项目，点击Finish，这样项目就导入到CCS里了项目导入好之后，我们来看看怎么把程序下载到板子上，首先我们要测试下仿真器的连接是否正常，通过下面步骤就能判断仿真器是否连接ok。
点击View TargetConfigurations会出现下面窗口：这个是烧写器下载的配置文件，没有文件可以点击来创建一个，我们创建了一个28054F的下载文件：配置文件设置好，控制器上电，仿真器连接好，这时可以点击test connection这个键，来查看仿真器是否连接成功，下图表示仿真器已经连上连接成功之后，我们右击那个配置文件，设置成default(默认)下载配置：现在我们回到project explorer:可以看到lab2b被选中之后项目的名字就会出现加黑的黑体，点击图标就能直接把默认的lab2b程序下到芯片里了。
当程序烧写好后，就会出现下面这样的debug界面：简单的介绍下debug的几个按键：1、代表运行程序开始debug2、这个图标代表退出debug3、这个是按步仿真4、这个是复位信号和重启信号基本上能运行程序后，我们再看看如何加载Ti提供的变量脚本来监控变量的变化情况。
旋转压电马达应用场景
旋转压电马达应用场景《旋转压电马达应用场景》我有个朋友叫小李，他是个摄影爱好者，整天扛着他那宝贝相机到处跑，就盼着能拍出一些绝世美照。
有一次，我们一起去参加一个户外摄影展。
那场面，可真是人山人海啊，各种炫酷的摄影设备让人眼花缭乱。
小李在一个展示超高清微距摄影作品的区域停了下来，眼睛都放光了。
他凑到我耳边，激动地说：“你看这些照片，细节太惊人了，我要是也能拍出这样的照片就好了。
”我看了看那些照片，确实美轮美奂，花朵上的露珠仿佛就要从照片里滚落出来，昆虫的翅膀纹理清晰得如同亲眼所见。
我就问他：“你那相机也不差啊，为啥拍不出这样的效果呢？”小李叹了口气，说：“我的相机对焦功能有时候不够精准，特别是在微距拍摄的时候，稍微动一下就虚焦了。
这要是能有个更先进的对焦系统就好了。
”这时候，旁边一位摄影器材专家听到了我们的对话，笑了笑走过来。
他指着展台上的一个新型相机镜头说：“你们知道吗？现在有些高端相机镜头的对焦系统里就用到了旋转压电马达呢。
”我和小李都一脸好奇，像两只懵懂的小仓鼠。
专家接着说：“这个旋转压电马达啊，就像是一个超级精准的小助手。
它不像传统马达那样又大又笨，旋转压电马达体积小得很，而且反应特别灵敏。
就好比一个身手敏捷的小忍者，在镜头里悄无声息地调整着对焦，让画面迅速变得清晰无比。
”小李眼睛瞪得更大了：“真有这么神奇？”专家点了点头，说：“那可不。
在微距摄影中，一点点的偏差都会毁掉一张好照片。
而旋转压电马达能够实现非常微小的精确旋转，就像在螺蛳壳里做道场，能把对焦控制得极其精准。
这就保证了拍摄出来的画面每一个细节都清晰锐利。
”不仅仅是摄影领域，在医疗行业里，旋转压电马达也有着不可忽视的作用。
想象一下，在一个现代化的手术室里，医生们正在进行一场精密的眼科手术。
主刀医生就像一个技艺高超的工匠，每一个动作都关乎着患者的视力恢复。
在那些先进的眼科手术设备中，旋转压电马达就默默地发挥着它的力量。
它负责驱动一些微小的手术器械，比如超精细的切割刀头。
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InstaSPIN-MOTION
with FAST™ and SpinTAC™
InstaSPIN-FOC
with FAST™
+ 性能优越[无传感方案] + 正弦波 [换相] + 理想的 [转矩控制mp; 位置控制] + 最平滑的 [运动控制] + 可配置的 [运动规划]
InstaSPIN-MOTION Position Solution • 需要速度传感器 • CONVERTER: 将编码器的反馈换算成机械角度 • IDENTIFY: 自动识别系统惯量 • CONTROL: 单参数调节替换PI位置和速度环 • MOVE: 利用不同曲线从位置A切换到位置B(trap, Scurve, ST-curve) • PLAN: 规划执行多个MOVEs模块
• Disturbance-rejecting controller • Single variable to tune response • Typically effective across full variable speed and load range
1. Press button to measure inertia
“InstaSPIN™-FOC带给我们极其 ― Erwin Van Norel， 电子创新经
理
― Geert Kwintenberg，e-Traction 电 子和软件工程部部门经理
9
InstaSPIN FOC Motion
InstaSPIN
简化环路整定 卓越的控制性能 具备运动控制和运动规划 电机参数自识别 FOC电流环路自整定 鲁棒的软件编码器
/instaspin
位置控制的
挑战
• 需要了解和解释系统的各种变化 • 需要调试多个系统的工作状态点 • 要调试多个PI环路，参数调试困 难
Solution
• 需要平滑的位置切换
• 需要建立复杂的位置切换顺序
11
InstaSPIN-MOTION Position Solution
Identify: Measure Inertia
• Inertia is important for accurate control • Short acceleration test to identify system inertia
Control: Maximum control, minimum effort
2. Adjust knob to tune
Simplified Tuning
Typical PI Position Control System
Kp Ki
Kp Ki PI Solution: MANY loops and MANY gains LIMITED operation range DIFFICULT to master
Key Benefits • 位置环和速度环的单参数调节 • 自抗扰控制 • 稳定的零位置保持 • 超低速控制 • 加加速度控制和理想的位置切换
12
Key Components
Account for mechanical inertia - Robust control - Simplified tuning
更多的 InstaSPIN 元素加入
2013
2000
效率最高
1997
让高级电机控制从冰山顶部走向世界！
电机控制专家
•工业 AC 驱动器和伺服 •高端运输（牵引，操控） •部分 HVAC •洗涤（皮带驱动）
下一个大型无传感器 FOC 市场 •运输
• 泵、风机、压缩机、牵引机
•HVAC 压缩机和风机 •洗涤（直接驱动） •制冷压缩机 •工业泵和风机 •工具
“启动”
| 转矩控制
| 逆变转换 3-phase Space Vector Generation
Off-Line Motor ID
User Code or ROM
Iq Control
Id Control
P W M
Speed
Flux
Torque
Angle
FAST™
SW Encoder
On-line Motor ID & Compensation ACI PowerWarp™
FOC
14
Key Components
Integrated Movement and Motion Design
Move: Build Trajectories
• Select Motion Type for A to B • Define constraints • Move generates the ideal curve
3
从机械传感器到无传感器
磁场定向控制 (FOC) 要求知道转子的精确位置（转子磁场），用以产生适当的定 子磁场，从而定向地输出最大扭矩。实现方式有两种选项：
1. 高成本传感器 编码器／旋变 (resolver) 2. 复杂软件算法（观测器）
+ 成本较低，无需维修与更换 + 可在无法使用传感器的地方使用 - 不适合位置控制 FOC
硬盘驱动电 机，打印机 电机，汽车 第一颗SOC在 变频器和伺服 的感应电机控 制，开启电机 控制的革命
28x CPU 2003
FOC开 始扩展
Delfino™ FPU 2007
性能处于领袖 地位
2011 2010
由于效率 因素， FOC被更 多采用 InstaSPIN! 客户能够立 即运行他们 的电机
我们的客户：InstaSPIN™-FOC 使用案例
“CoMoCo 由 TI Piccolo 微控制 器和InstaSPIN-FOC 技术提供核心 动力，是全球最智能的风机电气驱 动器。内置的PowerWarp™ 模式可 降低电流消耗至各种情况下的最低 水平，让 280 瓦风机耗电低于 10 瓦，同时保持相同速度和所需的空 气流量。在我们为期 14 个月的现 场使用中，与 Triac 控制相比，这 种方法可降低总体能耗 80%，与禁 用 PowerWarp的 InstaSPIN-FOC 相比，可将总体能耗降低 50%。”
B
Example: If <Agitation Counter = 0> move to Slow Spin Cycle
..and used as inputs to SpinTAC Control
A
Smoother Motions Made Easy
Just answer these questions:
InstaSPIN™-FOC：FAST™ 可替代过去的电机传感 器或软件观测器技术
显著降低无传感器 FOC 系统的开发难度
• • • • • • • 经认证的电机参数 无需 FAST 调试（与其它算法相比） 电流环路自动调试 可供评估的速度环路设定 为开发初期提供的“即时”稳定系统 运行时参数补偿 针对常见系统问题的模式与特性：启动、零速及过零速、弱磁控制、适用用于感应 电机的 PowerWarp™ 工作模式
便于使用的高灵活软件架构
• 新手只需调用ROM中的 完整系统功能就能够去调整控制增益 • 专家仅需从 ROM 中调用 FAST编码器功能就能够完全地定制控制系统
高保真低时延反馈信号的优势
• • • • 用于弱磁//强磁的磁场信号 在最大转速度范围内保持的角度检测的准确度 转子速度相位滞后几乎为零 扭矩信号为高带宽与高精度，可实现对负载及流量的监控控制
F lux 实时监测磁通变化 A ngle 角度估算在宽范围内保持高精确度! S peed 独立于角度信号，几乎没有相位滞后! T orque 高带宽，高精度!
3PHI
A D C
Piccolo ROM
| 反馈
PowerWarp™ Optional on-line for massive parameter energy tracking savings & Flexible software architecture: Full sensorless FOC 满载启动特性 , 100% 占空比 , 稳定的零转速控制，四象 Optional motor parameter Identification FAST™ Manual works & Automatic with all key Field 3 -ph Weakening motor types Automatic Speed PI PI Gain Controller tuning – of User Current to tune Control from ROM or just FAST from ROM 限控制 (works for most motors) with compensation induction motors
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InstaSPIN FOC
电机参数自识别 FOC电流环路自整定 鲁棒的软件编码器
InstaSPIN-FOC
with FAST™
+ 性能优越[无传感方案] + 正弦波 [换相] + 理想的 [转矩控制] 提供专业的电 机控制方案
/instaspin
突破性技术掀起电机控制革命
显著缩短开发周期，全面简化系统设计
― Frank Bakker，执行董事
“在 InstaSPIN™-FOC 和 FAST™ 软 件编码器的帮助下，大规模的车辆电 稳定的低速高扭矩性能，让我们可 气化得以实现。我们将同样软件解决 以使用较安静、体积较小的直驱电 方案用于高压变流异步泵、压缩机和 机，避免采用机械转子传感器带来 启动发电机。我们刚刚移除了我们的 的高昂成本或可靠性下降。电机识 异步轮毂电机上的转子传感器，在消 别和自动调试功能可帮助我们迅速 除重大开发困难的同时，提升了安全 测试电机，更为重要的是用获得可 性和可靠性。InstaSPIN-FOC 提供的 工作的电机驱动系统。这样我们的 工程人员就能够专心从事创新工作， 扭矩控制功能非常杰出，我们可将工 作重点放在系统通信和诊断、产品强 比如使用 FAST™ 软件编码器提 供的极高精度速度信号和扭矩信号， 化和新发明上，从而让世界成为一个 更加洁净环保的生活空间。” 丰富和强化功率控制器的功能。”