4 基于 C2000 DSP 的電機(jī)控制器和 FAST 觀測(cè)器

C2000 系列微控制器由德州儀器 (TI) 專為實(shí)時(shí)控制應(yīng)用設(shè)計(jì)，是基于 C28x 的 32 位微控制器。此 MCU 系列具有高性能內(nèi)核和針對(duì)應(yīng)用優(yōu)化的外設(shè)，因此非常適合電機(jī)控制、數(shù)字電源、位置傳感和汽車?yán)走_(dá)等高級(jí)處理應(yīng)用。它們不僅具備高性能內(nèi)核，還有豐富的集成外設(shè)以及增強(qiáng)的安全特性。

磁通、角度、速度和轉(zhuǎn)矩 (FAST) 觀測(cè)器是德州儀器 (TI) 推出的另一款產(chǎn)品，是專為無傳感器磁場(chǎng)定向電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的電機(jī)控制觀測(cè)器。它嵌入在系統(tǒng)中，讓設(shè)計(jì)人員能夠識(shí)別、調(diào)試和完全控制任何類型的三相、變速、無傳感器、同步或異步電機(jī)控制系統(tǒng)。FAST 觀測(cè)器無需物理傳感器，即可準(zhǔn)確估算電機(jī)的磁通、角度、速度和扭矩，從而實(shí)現(xiàn)無傳感器控制。通過高級(jí)算法和模型，F(xiàn)AST 觀測(cè)器可提供高精度電機(jī)狀態(tài)估算，從而提高控制精度。

TIDM-02010 是一款適用于 HVAC 和空調(diào)且具有數(shù)字交錯(cuò)式 PFC 的雙電機(jī)控制參考設(shè)計(jì)，展示了單個(gè) DSP 芯片能夠同時(shí)控制交錯(cuò)式 PFC 和雙電機(jī)。下圖基于 TIDM-02010 設(shè)計(jì)，比較了 FAST 觀測(cè)器和 eSMO 觀測(cè)器之間的效率和速度誤差?？梢杂^察到，與 eSMO 相比，F(xiàn)AST 觀測(cè)器的效率提高了 5% 以上，而在低速時(shí)效率更是顯著提高了 10%，這對(duì)空調(diào)尤其重要，因?yàn)榭照{(diào)在大部分運(yùn)行時(shí)間都處于低速運(yùn)行狀態(tài)。

圖 4-1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率比較：FAST 與 eSMO