推動電機控制發展的力量與不斷進步的單片機技術(04-100)

　　全球溫度正呈現上升的趨勢，更加有效地利用能源成為當務之急。降低能耗的主要對象之一是電機。據粗略統計，電機消耗了美國一半以上的能量。在家庭中使用的電機數量一般不下50臺，一部汽車里通常有70至80臺電機，至于在工業領域，工廠自動化中應用的電機更加比比皆是。

　　當前，單片機(MCU)技術取得的進步能夠比以往任何時候都更加有效地控制電機，而成本卻更低。這種進步對市場的影響一方面加速了從機電控制到電子式控制的轉變，另一方面可以實現電機的變速控制，優化電機的運行。而且，對整個市場而言，降低了元器件的整體成本。

　　單片機控制的無刷直流電機

　　與電機控制中經常使用的有刷電機不同，單片機控制的無刷直流(BLDC)電機不存在電刷磨損和電弧，因而電機的使用壽命實質上只受到軸承壽命的影響。此外，單片機控制的無刷直流電機系統的優越性還包括：

　　·更高的效率

　　·轉矩-慣性比高

　　·能達到更高的速度

　　·聽得見的噪聲更低

　　·更高的熱效率

　　·更低的電磁干擾

　　大量專門針對電機控制應用而設計的8位單片機在解決數字電機控制問題上是成本效益最高的方法之一。但在過去，集成的程度和可供選擇的產品一直有限。而現在，單片機性能高達10MIPS，具備的運動控制專用硬件包括中心對齊的14位脈寬調制器(PWM)、運動反饋模塊和高速模數轉換器(ADC)，使以往需要較昂貴處理器的應用可以采用成本較低的8位單片機來實現。

　　某些單片機，如PIC18F4431，在進行三相PWM控制時，可用硬件實現對無刷直流電機所有三個相的驅動，從而最大限度地降低了軟件的開發和調試工作量。該單片機最多有8個PWM通道，而一般只需6個通道即可驅動三相電機。因此，可以用另外兩個通道來實現其它功能，無需再添加其它元器件。帶有正交編碼器接口的運動反饋模塊是單片機的一個組成部分，可減少元器件數目，降低系統成本。