本文主要介紹RAMDA算法的技術(shù)特點(diǎn)和基本原理。以空調(diào)室外機(jī)為例,基于瑞薩的RX高性能單片機(jī)結(jié)合RAMDA算法,開發(fā)者可以很容易的構(gòu)建具備高質(zhì)量、高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)和功率因數(shù)校正功能的室外單芯片驅(qū)動(dòng)方案。
隨著綠色環(huán)保、節(jié)能減排逐漸成為中國(guó)市場(chǎng)和社會(huì)的主題,政府監(jiān)管力度逐年加大,對(duì)各類產(chǎn)品的低能耗要求也越來越嚴(yán)格。從剃須刀,吹風(fēng)機(jī)這樣的小家電,到工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線,種類繁多的電機(jī)在各種消費(fèi)類產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品中扮演著核心角色,為了達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo),電機(jī)控制技術(shù)變得尤為重要。針對(duì)中國(guó)市場(chǎng),瑞薩在積極推廣高性能、低功耗RX單片機(jī)的同時(shí),還開發(fā)了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)電機(jī)控制解決方案RAMDA算法,用以構(gòu)建高性能、高可靠性的永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)解決方案,幫助客戶開發(fā)新一代綠色環(huán)保的新產(chǎn)品。
家用電器保有量巨大,總能耗也十分可觀,是國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)。尤其對(duì)家用電器中的能耗大戶-空調(diào)器的能效要求逐年提高,其中空調(diào)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)是提升能效的關(guān)鍵技術(shù)。
通過在RX單片機(jī)上結(jié)合RAMDA算法,客戶可以快速開發(fā)出高性能,高可靠性的空調(diào)室外機(jī)系統(tǒng)。
RAMDA算法簡(jiǎn)介
?RAMDA算法是瑞薩電子提供的先進(jìn)變頻驅(qū)動(dòng)解決方案,瑞薩電子具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
?RAMDA算法集電機(jī)控制和單相交流電源功率因數(shù)校正技術(shù)于一體,配合RAMDA程序框架,為用戶整體系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)平臺(tái)和友好的用戶接口。
?RAMDA算法具備兩大核心技術(shù):用于調(diào)節(jié)電源功率因數(shù)的A-PAM功能和先進(jìn)的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。而這樣的算法,不增加硬件成本,相反,兩大核心技術(shù)同時(shí)提供了精簡(jiǎn)的硬件需求。
?經(jīng)過長(zhǎng)期的市場(chǎng)驗(yàn)證,得到客戶的充分認(rèn)可。
下圖為RAMDA控制邏輯框圖:
(1)用于功率因數(shù)校正的A-PAM技術(shù)
A-PAM技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)
?直流母線電壓可變
?變頻系統(tǒng)綜合效率可調(diào)節(jié)
基于A-PAM,用戶可以精確控制直流母線電壓的輸出值,在保證系統(tǒng)綜合效率的前提下,提供足夠的直流母線電壓。 與傳統(tǒng)PFC相比較,A-PAM可以限制直流母線電壓的輸出值,PFC電路效率也比較高。
通過限制直流母線電壓,客戶可以選擇更低耐壓等級(jí)的濾波電容器,實(shí)現(xiàn)更低的系統(tǒng)成本。例如在單相220V供電系統(tǒng)中,傳統(tǒng)PFC的輸出直流電壓一般在350[V]-390[V],系統(tǒng)設(shè)計(jì)者會(huì)選擇450[V]耐壓的濾波電容器。采用了A-PAM技術(shù)后,可以實(shí)時(shí)的根據(jù)負(fù)載的變化把直流母線電壓限制在最高340[V]±1[V],系統(tǒng)設(shè)計(jì)就可以選擇400[V]耐壓的濾波電容器,降低了系統(tǒng)的硬件成本。
另外,A-PAM技術(shù)不需要檢測(cè)交流電壓過零點(diǎn)或者幅值的硬件電路,進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本。
(2)先進(jìn)的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
RAMDA算法提供基本的永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功能,基于電機(jī)的基本參數(shù)(磁極數(shù)、繞組電阻、同步電感、最大磁通量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)使電機(jī)高效穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。
而RAMDA算法與眾不同之處,是其獨(dú)創(chuàng)的力矩控制算法。
家電中普遍采用的都是單轉(zhuǎn)子類型的電機(jī),如空調(diào)壓縮機(jī)等。在普通算法的驅(qū)動(dòng)下,單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)會(huì)引發(fā)系統(tǒng)振動(dòng)。這種振動(dòng)時(shí)有害的。以空調(diào)系統(tǒng)為例,在低轉(zhuǎn)速(低于30[rps])的情況下,會(huì)形成系統(tǒng)共振,系統(tǒng)噪音提高,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)力集中點(diǎn)的損壞。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中,電動(dòng)機(jī)相電流的峰值高,諧波大,高頻的噪音高,并且限制了變頻器的輸出能力。針對(duì)這樣的市場(chǎng)要求,RAMDA算法包含了以下兩個(gè)力矩波動(dòng)補(bǔ)償技術(shù):
?G-type力矩控制