4 基于 C2000 DSP 的電機控制器和 FAST 觀測器

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

磁通、角度、速度和轉(zhuǎn)矩 (FAST) 觀測器是德州儀器 (TI) 推出的另一款產(chǎn)品，是專為無傳感器磁場定向電機控制而設(shè)計的電機控制觀測器。它嵌入在系統(tǒng)中，讓設(shè)計人員能夠識別、調(diào)試和完全控制任何類型的三相、變速、無傳感器、同步或異步電機控制系統(tǒng)。FAST 觀測器無需物理傳感器，即可準確估算電機的磁通、角度、速度和扭矩，從而實現(xiàn)無傳感器控制。通過高級算法和模型，F(xiàn)AST 觀測器可提供高精度電機狀態(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)字交錯式 PFC 的雙電機控制參考設(shè)計，展示了單個 DSP 芯片能夠同時控制交錯式 PFC 和雙電機。下圖基于 TIDM-02010 設(shè)計，比較了 FAST 觀測器和 eSMO 觀測器之間的效率和速度誤差。可以觀察到，與 eSMO 相比，F(xiàn)AST 觀測器的效率提高了 5% 以上，而在低速時效率更是顯著提高了 10%，這對空調(diào)尤其重要，因為空調(diào)在大部分運行時間都處于低速運行狀態(tài)。

圖 4-1 電機驅(qū)動效率比較：FAST 與 eSMO