استحوذت شركة Texas Instruments (TI) على أول محركات محركات بقدرة 70 واط تعمل بالتيار المستمر (BLDC) في الصناعة مع تحكم شبه منحرف خالي من الشفرات وبدون مستشعر وموجه نحو المجال (FOC) ، مما يقلل من وقت التصميم مع جعل أنظمة المحركات أكثر هدوءًا وأصغر. قال TI إن الأجهزة تمكن المهندسين من تدوير محرك BLDC في أقل من 10 دقائق ، مما يلغي شهورًا من وقت التصميم للمهندسين الذين يطورون أنظمة صناعية مثل الأجهزة المنزلية والتطبيقات الطبية مثل أجهزة التنفس الصناعي وآلات ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر (CPAP).
تعمل محركات المحركات على تسريع وقت استجابة النظام مع تقليل مساحة اللوحة بنسبة تصل إلى 70٪ ، وذلك بفضل التحكم المتكامل في الوقت الفعلي ومستوى التكامل العالي.
قال كانان ساوندارابانديان إن جزءًا كبيرًا من كل الطاقة المولدة في العالم تستخدمه المحركات اليوم ، لذا فإن الحصول على محرك أكثر هدوءًا هو حاجة متزايدة ، وبالنظر أيضًا إلى حقيقة أن الكثير من استهلاك الطاقة هو مجرد محركات ، فإن كفاءة الطاقة هي أيضًا المفتاح. ، نائب الرئيس والمدير العام لسائقي السيارات ، شركة Texas Instruments.
ولكن هناك تحديات عند الانتقال من كبار السن التكنلوجيا وأضاف أن المحركات الحثية تعمل بالتيار المتردد إلى التكنولوجيا الأحدث إلى حد ما مثل محركات BLDC، وتلبية الاحتياجات لتحقيق كفاءة الطاقة والأداء الصوتي وحاجة المصممين لطرح المنتج في السوق بسرعة.
قال Soundarapandian إن ما يحدث اليوم هو أن الانتقال إلى مخططات الطوابق المفتوحة زاد الطلب على المحركات الأكثر هدوءًا. قال إنه مع مخططات الأرضية ذات المفهوم المفتوح ، فإن حجب الصوت الطبيعي الذي كنت ستحصل عليه من قبل لم يعد موجودًا بعد الآن.
قال Soundarapandian إن كل جهاز في منزلك ربما يحتوي على أكثر من محرك واحد أو حتى محركين. "هناك طرق لمكافحة الضوضاء التي تحدثها المحركات بشكل فعال ، والتي تقع عمومًا في ثلاث مجموعات - منعها عن طريق تضمين نوع من نظام امتصاص الصوت في الجهاز ، وتشكيله من خلال تطبيق رؤى نفسية صوتية ، مثل التعديل التوافقي ، وأفضل ما لدي شخصيًا هو تجنب من خلال عدم إحداث ضوضاء في المقام الأول ".
على سبيل المثال ، يمكن القول أن المكنسة الكهربائية هي واحدة من أعلى مصادر الضوضاء جنبًا إلى جنب مع معالج الطعام بمتوسط مستويات ضوضاء في أي مكان من 85 إلى 100 ديسيبل ، لذا فهي تصدر الكثير من الضوضاء ، وليست مجرد صوتيات ، فهناك حاجة مستمرة لمزيد من الضجيج. وأضاف أن كفاءة الطاقة.
وقال إن إحدى الطرق الرئيسية التي يتم من خلالها تحقيق كفاءة الطاقة هذه الأيام هي الابتعاد عن التكنولوجيا القديمة مثل المحركات الحثية للتيار المتردد إلى محركات التيار المستمر الخالية من الفرشاة. لكن محركات BLDC أكثر صعوبة في القيادة. إنها أكثر تعقيدًا ؛ يحتاجون إلى تخفيف وتحكم أفضل من الخارج ، وهذا يزيد بشكل أساسي من وقت دورة التصميم ، ويزيد من حجم اللوحة لأنها تحتوي على المزيد من المكونات الإلكترونية ، وبشكل عام ، يتم زيادة تكلفة النظام نفسه ، لذا فهذه هي التحديات الرئيسية الثلاثة للحصول على ذلك زيادة الكفاءة ".
قال Soundarapandian إن سائقي السيارات يتطورون لتلبية احتياجات السوق وأن برامج تشغيل محركات TI BLDC الجديدة تتعامل مع التحديات الثلاثة لتصميم محرك BLDC - زيادة وقت دورة التصميم ، وزيادة مساحة اللوحة ، وزيادة تكلفة النظام.
قال Soundarapandian إن هذين الجهازين - يعتمد أحدهما على مخطط تبديل يسمى FOC ، أو التحكم الموجه بالميدان ، والآخر يعتمد على نسخة قديمة من عمليات التبديل تسمى التحكم شبه المنحرف.
انقر للحصول على صورة أكبر. (المصدر: Texas Instruments)
تتمثل إحدى أكبر مزايا الحافظة الجديدة في أنها تقلل وقت الضبط من أسابيع إلى أقل من 10 دقائق من خلال التحكم في الوقت الفعلي والقدرات الديناميكية ، مما يُترجم إلى استجابة أسرع لسرعة النظام. تساهم أيضًا في تسريع وقت التصميم في القدرة على الاستخراج الذاتي لمعلمات المحرك والضبط التلقائي لحلقة التحكم الحالية.
"من وجهة نظر الأداء الصوتي ، لدينا الكثير من الميزات المضمنة في هذا. إنني أتحدث عن شيئين مثل التعويض التلقائي عن الوقت الميت ومجرد التركيز التلقائي نفسه بشكل أساسي "، قال. "الطريقة التي نبدل بها هذا المحرك والطريقة التي نتحكم بها أظهرت لنا في المختبر أنه يمكننا بالفعل تقليل الضوضاء بنسبة كبيرة. في هذا المثال بالذات نتحدث عن 2 ديسيبل في واحد من أكثر أجهزة الكمبيوتر المحمولة هدوءًا. حتى في بيئة المختبر دون الضبط المفرط ، تعمل هذه المحركات بالفعل ، في هذه الحالة ، حوالي 16 إلى 20 في المائة أقل ولكن لدينا IP في المختبر يمكنه خفض ذلك إلى 50 في المائة أو أكثر ".
وأضاف أنه في الوقت نفسه ، يمكن تنفيذ حجم الحل الإجمالي بنسبة تصل إلى 70٪.
"مستوى التكامل الذي حصلنا عليه في MCF8316 ، الذكاء المدمج ، التشخيصات ، وقدرات القوة ، هذا المستوى من التكامل هو ما يسمح لنا بالحصول على هذا النوع من تحسين الحجم."
انقر للحصول على صورة أكبر. (المصدر: Texas Instruments)
محركات محركات MCF8316A و MCT8316A
يقوم برنامج تشغيل محرك التحكم شبه المنحرف MCF8316A غير المستشعر وسائق محرك FOC غير المستشعر MCT8316A بدمج ثلاثة محركات بوابة وستة جوانب عالية ومنخفضة الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة مع 50 متر مكعب من المقاومة على الحالة (RDS(on)) لكل منهما، مما يجعلهم أول سائقي محركات BLDC لتمكين ما يصل إلى 70 واط من الطاقة مع 8 أمبير من تيار الذروة لأنظمة 12 و24 فولت، وفقًا لـ TI. وتشمل المكونات المتكاملة الأخرى انخفاض التسرب منظم، ومنظم تنحي DC/DC، ومكبرات الصوت الحالية، مما يلغي ما يصل إلى 18 دائرة متكاملة منفصلة.
يمكن لسائق المحرك MCT8316A الوصول إلى أقصى سرعة كهربائية للمحرك تصل إلى 3.5 كيلو هرتز ، وهي أسرع من أي محرك آخر خالٍ من الرموز وبدون مستشعرات ، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات مثل الفراغات الآلية التي تتطلب تحكمًا سريعًا ودقيقًا في المحرك ، كما قال TI.
انقر للحصول على صورة أكبر. (المصدر: Texas Instruments)
تدعي TI أيضًا أن كلا الجهازين هما أول جهاز في الصناعة يوفر طريقة سريعة وخاضعة للتحكم لإبطاء سرعة المحرك بشكل فعال ، مما يمكّن المهندسين من إيقاف محرك أسرع بنسبة 50 في المائة من تقنيات التحكم في المحركات التقليدية. يمكنهم أيضًا إيقاف المحرك دون ضخ الطاقة مرة أخرى في السكة ، مما يحمي النظام من التلف.
قال Soundarapandian: "لدينا بعض التقنيات المتطورة جدًا المضمنة للقيام بإبطاء مضبوط للغاية يكون عمومًا أسرع بنحو 50 بالمائة من تقنيات التحكم التقليدية ونعتقد أن هذا شيء سيكون مفيدًا جدًا للمصممين في المستقبل".
تتضمن برامج تشغيل المحرك MCF8316A و MCT8316A BLDC مجموعة فريدة من خوارزميات التحكم في التبديل التي تلغي الحاجة إلى تطوير وتأهيل برامج التحكم في المحركات ، مما يلغي شهورًا من وقت التصميم ، وفقًا لـ Soundarapandian. تتيح الخوارزميات ، جنبًا إلى جنب مع التكامل العالي ، لسائقي المحركات إدارة الوظائف الهامة مثل اكتشاف أعطال المحرك وآليات حماية التنفيذ لزيادة موثوقية النظام.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم سائقو المحركات تقنية بدون أجهزة استشعار لتحديد موضع الدوار ، مما يلغي الحاجة إلى مستشعرات القاعة الخارجية ، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل تكلفة النظام وزيادة الموثوقية.
كما لاحظت Soundarapandian ، محرك MCF8316A بذكاء أو يستخلص معلمات المحرك ذاتيًا ، مما يتيح للمصممين ضبط المحرك بسرعة. كما أنه يساعد في تقديم أداء متسق للنظام بغض النظر عن اختلافات تصنيع المحركات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمصممين ضبط المحرك باستخدام خمسة دبابيس للأجهزة فقط ، مما يبسط الأنظمة من خلال التخلص من الحاجة إلى واجهة متحكم دقيق.
يوفر كلا محركي BLDC إمكانات تحكم متقدمة في الوقت الفعلي لزيادة الأداء الصوتي في التطبيقات مثل أجهزة تنقية الهواء والثلاجات والغسالات والمراوح. يتضمن MCF8316A تقنية تعويض الوقت الميت التلقائية الدقيقة التي تعوض التشوه الحالي لتمكين المهندسين من تحسين الأداء الصوتي للمحرك ، وتقنيات تحكم شبه منحرف متغيرة يمكن للمصممين استخدامها لتقليل ضوضاء المحرك.
تتوفر إصدارات ما قبل الإنتاج من MCF8316A و MCT8316A حصريًا على TI.com في حزمة 40 سنًا و 5 × مم رباعية بدون رصاص. يبدأ السعر من 1.75 دولار بكميات 1,000. سوف تعرض TI MCF8316A و MCT8316A خلال TI Live الخاص بالشركة! حدث افتراضي لـ Tech Exchange ، 27-29 سبتمبر 2021.
حول شركة Texas Instruments