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电机控制,其实是一个大坑,需要往下填大量扎实的技术理论和大量鲜活的经验积累。 相信不少搞电机控制的工程师们都会有这样的感慨,所学所知非常地庞杂:动力学、结构学、热力学必须要懂一点,电力电子、DSP、软件也要会一些,模拟、数字也要搞一搞,为了让电机顺利转起来,往往需要穷尽毕生所学,还要随时学习,及时更新......

电机控制行业算是一个非常基础性的行业:为了更高度自动化的工业——电机控制工程师需要不断地调试;为了更低排放的汽车——电机控制工程师需要不断地调试;为了更节能的家电——我们的电机控制工程师们依然需要不断地调试。

其实,AI、AGV、无人驾驶、无人机、机器人、新能源汽车、区块链…这些行业大热门技术,哪个也都和电机控制有着不小的联系。

可以说电机无处不在,据数据统计,28%的电能消耗来源于电机。

电机应用在各个领域,工业、家电、汽车、安防、医疗、通讯等,但要求也千变万化,因此对电机驱动的要求也不相同:

工业场合借助伺服驱动器、PLC、DCS系统等构成自动化系统,实现更高程度的自动化,提高所生产的产品的可靠性和生产效率;因此,工业场合要求电机驱动系统具备更高的性能和可靠性,能实现精确的定位、速度控制。

家电行业借助直流无刷电机实现更好的节能效果,对电机控制系统的要求是效率更高、性价比更高。 汽车上有很多的电机,尤其是新能源汽车,主驱、空调、水泵、油泵等等,电机能帮助汽车实现更低的排放;汽车行业要求电机控制系统更高的可靠性、更宽的温度适应范围。

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六月底,富昌电子电机控制峰会在杭州举行,同行相逢,相聚甚欢。来自各行业应用领域的工程师们与行业知名半导体供应商,刷新新晋电机控制趋势及与之相适应的技术:

哪些电机驱动正行驶在高速路上?

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上图展示了电机驱动相关行业的未来趋势,横轴表示2017年的行业增长率,纵轴代表未来3年的CAGR。

“从图中可以看到工业机器人、锂电设备、智能物流、数控机床等行业将保持高速增长,蕴含巨大的电机驱动机会。” 富昌电子电机控制高级业务拓展经理Martin Yu表示。

“这些行业对电机控制也提出了更高的要求,例如:机器人行业,不论是工业机器人还是协助型机器人,都要求伺服系统输出更大的力矩、响应更快、尺寸更小。而机床、电子制造装备要求伺服能实现更准确的位置控制、更高的功率密度。”

在众多的行业和领域中,富昌电子有着自己的关注重点。

“我们会重点关注机器人、工业伺服和变频、自动导航小车、BLDC 风机水泵,还有新能源汽车上的电机这几个领域。” Martin Yu补充道。

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  • 机器人包含工业机器人、协同机器人、服务机器人、教育机器人等;
  • 工业伺服和变频包含伺服驱动器、PLC、变频器、电梯等专用伺服等;
  • 自动导航小车包含应用在工厂自动化的AGV、应用在智能物流的仓储AGV和分拣机器人,还有无人叉车等;
  • BLDC风机水泵正处在传统电机向直流无刷电机转的时期,富昌电子能提供完整的解决方案;
  • 新能源汽车上的电机很多,不论是大功率的主驱还是高度集成的油泵水泵、车载压缩机,富昌也都能提供解决方案;

机器人 – 重新定义未来

机器人,结合人工智能AI,也许在不久的将来会重新定义未来。

目前应用较为广泛的是工业机器人、协同机器人、SCARA机器人、并联型机器人、服务机器人等。不管是哪种类型的机器人,都会保持高速的增长,找到越来越多的应用场景。

2017年中国机器人市场持续火爆,达到1200亿的市场,增幅达到25.4%,其中工业机器人达到了13.4万台,国产的机器人达到40%左右。

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行业趋势:
性价比将成为竞争的关键,数字化、网络化、智能化则将成为重要发展方向; 汽车行业仍将是应用主战场,协作机器人有望助力国产机器人弯道超车;

富昌电子目前所支持的机器人客户,主要集中在工业机器人、协同机器人、服务机器人和AGV小车。

智能物流– AGV
2017年,我国AGV保持高速增长,市场规模达到28.5亿元,较2016年增长50%。
2018年预计增幅达到40%,将突破40亿元,主要增长来自于智能物流、工厂自动化、叉车无人化改装等。

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富昌电子能为AGV客户提供较为完整的解决方案,VCU可提供MCU、接口器件、TOF传感器、陀螺仪、连接器、无线通讯模块等。电机驱动器可以提供完整的FOC软件、MOSFET、门驱动、编码器、电流传感器等。

工业 4.0 – 伺服/变频

国内伺服的中高端市场仍被国外品牌占领,国产伺服仍集中在中低端市场。但整个伺服驱动市场随着工业自动化、机器人、新能源汽车市场的增长而快速增长。 2017年国产伺服市场达到160亿元,同比增长17%,2018年预计增长达到15%,突破180亿元。高速增长领域:3C 电子制造、新能源汽车、机器人、检测试验机械、包装行业等。 随着国产伺服的技术水平提升,将在更多领域突破国外品牌的技术垄断,国产伺服将有更大的增长空间。 富昌能提供更高性能的芯片解决方案、更高性价比的器件,助力国产伺服的崛起。

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富昌电子的技术和行业支持团队,有专业的BDM,更有丰富电机开发经验的AE工程师和可以提供现场技术支持的电机控制FAE。

对于解决方案,富昌可以给客户定制器件解决方案,还有完整的产品解决方案,如为客户定制开发的车载空调风机驱动器、无刷电机跑步机驱动器,还有适用于方案评估的通用驱动板等。

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富昌电子为客户定制开发的车载空调风机驱动器

哪些新半导体能切实解决问题?

在峰会当天, 来自行业知名的半导体供应商们也为大家刷新各自最新的电机控制技术:

  • Microchip介绍了永磁同步电机FOC控制器的设计技巧与要点。
  • DIODES 更新了其适用于电机控制解决方案:包括Gate Drivers、MOSFET、IGBT等。
  • 英飞凌分享了一种简单、低成本、高效率的直流和无刷直流电机驱动方法,英飞凌IGBT在电机驱动中的应用,以及其用于驱动应用的英飞凌传感器。
  • 美信分享其在电机驱动产品上的应用。
  • NXP介绍其适用于电机控制和电源转换的MCU产品与解决方案。
  • 安森美半导体用于电机控制的高性能IGBT及智能功率模块解决方案。
  • 意法半导体介绍了其三相(PMSM)电机控制生态系统,ST在工业与电力转换控制中的驱动创新,以及其STM32 电机控制平台和开发套件SDK5.0。

 

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会后, 电机老司机们聚集在方案演示区, 平时遇到的问题、疑惑相互交流一下,看看解决方案,加个群聊,收获满满。

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Demo :NXP协同机器人演示
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Demo :富昌电子SDC所提供的整体解决方案

我们非常欢迎未能参加峰会,但仍希望加入“富昌电机控制技术”群的工程师们,您可以在本公众号下方回复:“电机小学生”,加入富昌电机控制群大家庭。

电机控制的路上,让我们携手并进!